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关键词： 脉冲熔化极气体保护焊   虚拟仪器技术   高速摄像   同步采集  

摘要： 设计了基于虚拟仪器技术(LabVIEW)的脉冲熔化极气体保护焊的电信号和熔滴过渡多信息同步采集系统.利用高速数字摄像技术,记录熔滴过渡过程,同时采集焊接过程的电流、电压信号,并将各个信息传输到PC机中,实现数据的保存.通过综合分析熔滴过渡图片与对应电信号的关系,可为控制熔滴过渡形式,优化脉冲熔化极气体保护焊接参数提供依据.

关键词： 虚拟仪器   齿轮箱   故障诊断   小波分析  

摘要： 齿轮箱是一种在各类机械设备中被广泛使用的传动部件,由于其结构复杂,工作环境恶劣等原因,使齿轮箱受到损害和出现故障的事件频发,而齿轮箱故障诊断技术一直是设备状态诊断技术的重要组成部分,所以研究齿轮箱的故障诊断具有很重要的现实意义。 虚拟仪器的出现和应用改变了传统仪器的概念、模式和结构。本课题齿轮箱故障诊断仪正是以设备检测诊断技术和虚拟仪器技术相结合为基础,基于Windows平台的研制开发。本文介绍了齿轮箱故障诊断的研究现状及开展设备故障诊断的意义;分析了齿轮箱故障诊断的机理;研究了齿轮箱故障的信号特征;提出了基于虚拟仪器技术的齿轮箱诊断仪的方案设计。基于以上分析,最后开发出完整的齿轮箱故障诊断仪。 本文详细阐述了以下几个方面的研究开发工作。 ①利用振动原理和实验研究分析了齿轮箱中齿形误差、齿轮均匀磨损、箱体共振、轴不平衡等典型故障,对每种故障特征从时域、频域及时频域进行分析判断,确定最准确快捷的诊断方案。 ②由于齿轮箱故障中有大量的瞬变信号存在,所以除了采用传统的时域、频域分析方法外,还采用了小波分析及短时傅立叶变换分析等方法。将故障信号和正常的齿轮箱信号进行分析比较,确定每种故障的最佳判断特征,在此基础上开发出行之有效的齿轮箱故障诊断系统。 ③对开发系统所应用到的硬件、软件进行详细的论述,并在此基础上开发出基于虚拟仪器技术的齿轮箱故障诊断仪。 为了验证系统的可靠性和实用性等特性,最后通过现场实验验证了本系统的每一种诊断方法,每一种判断依据,实验证明了该虚拟式齿轮箱故障诊断仪是一种可推广使用的齿轮箱故障诊断仪。它不但拓展了诊断仪器的开发模式,方便了诊断仪器的开发,而且也扩大了虚拟仪器技术的应用,在经济上节约了开发成本、在时间上缩短了开发周期、在效益上创造了更大的经济效益和社会效益,具有重要的意义。

关键词： 光学非球面坐标测量   位姿误差   分离   优化   MEMS三维表面形貌测量   磁悬浮转子   噪声   振动   虚拟仪器技术   表面粗糙度测量仪  

摘要： 光学非球面坐标测量中位姿误差的分离与优化;φ300mm干涉仪参考镜的设计及测试;基于白光干涉的MEMS三维表面形貌测量;复杂环境下磁悬浮转子噪声和振动的测试与分析;基于虚拟仪器技术的表面粗糙度测量仪……

关键词： 虚拟仪器   LabVIEW   实验室  

摘要： 本文针对当前高校招生规模扩大带来的实验资源紧缺、教学效率低下等问题,结合虚拟仪器技术的优势及实验教学的特点介绍了虚拟仪器技术在高校实验室建设中的应用,使实验室既能保证教学效果又能减少投资。

关键词： 自动测量   虚拟仪器   LabVIEW   辐射   模式识别  

摘要： 随着科技的发展,低频电磁辐射对人体的危害已经被证实。对低频电磁辐射的测量对于保护人类健康有重要的意义。论文详细介绍了电磁辐射的理论基础,当前电磁环境状况,电磁辐射研究领域动态。特别指出移动电话和计算机等家用电器的电磁辐射概况,以及电磁波检测工作的必要性。在此基础上分析了虚拟仪器系统的设计思路,根据虚拟仪器“软件就是仪器”的核心,开发了三种以虚拟仪器技术为核心的电磁辐射自动测量系统。详细介绍了系统的软硬件组成,并且利用该测试系统对环境中的不同辐射源进行测量,对数据进行分析处理,并实现了不同辐射源的模式识别。整个系统界面友好,操作方便,功能齐全,具有较高的应用价值。

关键词： 调簧试验台   机车转向架   虚拟仪器   优化方法  

摘要： 铁路是我国的主要运输方式,在交通运输中起着主导作用。高速、重载列车的发展,对机车车辆动力学性能提出了更高的要求。转向架是机车车辆的走行部件,转向架性能的优劣直接影响机车车辆的各项动力学性能及运行安全性。由于制造工艺等因素,转向架性能参数的实际值与理论值相差很大,结果常常会造成转向架在制造后达不到设计性能的要求。其中,机车转向架轮、轴重偏差对列车车辆的牵引力的发挥和牵引运动性能有很大的影响。机车轮重不均匀,且减载率过大的话,将对行车安全产生不良影响,还易引起车轮的多边形和轨道的波浪形磨损。 为了适应铁路运输发展的要求,研制开发对机车转向架轮、轴重进行检测并能提供轮重偏差调整方案的测试系统是一项重要的课题。论文在分析国内外转向架试验台的基础上,结合我国机车转向架的特点,对转向架调簧试验台进行了设计研究。整个试验台由机械结构、液压装置和检测系统组成。机械结构的主要作用是安装加载装置和承载各种检测设备以及转向架。液压装置完成称重轨的垂向调节,同时可模拟机车车体对转向架进行加载。检测系统用于测量转向架的结构参数和载荷分布状态,并根据测量结果给出补偿方案。 论文在分析造成转向架轮、轴重分布不均原因的基础上,根据转向架结构,建立了轮、轴重调整数学模型,同时依据最优化理论,编写了多种寻优算法程序,并利用虚拟样机技术对优化算法进行了仿真分析和比较,最后选择拉格朗日乘子法作为调整算法。 为了使测试系统具有良好的人机交互界面,论文基于虚拟仪器Labview的编程环境,完成了检测系统的开发。检测系统可对转向架整个加载过程进行实时监控,记录加载过程中传感器测量的信号数据。通过Labview与C++混合编程的方法,将调整算法嵌入检测系统,实现调整量的计算,同时结合Access数据库技术实现对检测结果的存储和管理。

关键词： 小波变换   人类视觉特性   最小风险假设检验   虚拟仪器技术   盲水印算法  

摘要： 可以尽情的享受多媒体及数字传输技术带来的愉悦,毫无限制地任意编辑、修改、拷贝和散布那些数字音频和视频,但是,保护这些数字作品的原创者的版权和经济利益,以及数字媒体的安全性、可信性,这些都成为越来越迫切需要解决的问题。数字水印技术是解决数字媒体版权保护问题的有效的新手段,作为目前信息安全领域的一个新方向而备受关注。 本文以静止图像作为研究对象,针对彩色图像水印技术的理论、应用,水印系统模型和常见攻击方式以及性能指标等多方面信息进行了研究。在分析假设检验理论和小波变换理论与算法的基础上,利用二维离散小波变换的时频分析特性和多分辨率分析特性,结合人眼的视觉系统特性,提出一种自适应加性水印嵌入和提取算法。实验结果表明:该算法所嵌入的水印对于空间几何失真和信号处理具有较好的鲁棒性。 在算法研究的基础上,利用虚拟仪器实现技术的LabVIEW图形化语言和具有强大图像处理功能的MATLAB语言相结合的开发环境,设计了基于虚拟仪器技术的彩色图像水印系统。该系统主要用于解决当前网络信息和各种数字媒体的版权保护以及身份鉴定问题。

关键词： 射频识别   电子标签   一致性测试   虚拟仪器技术   自动测试系统  

摘要： 作为一种非接触式的自动识别技术,射频识别(RFID)以识别率高、抗干扰性能好和存储能力强等诸多优势广泛应用于多种领域中。然而由于RFID技术在发展中类型和标准多样,导致电子标签的测试不同于传统的模数混合芯片,这极大地阻碍了RFID技术的推广应用。因此,本论文设计和实现了一种能够兼容多个主流标准的高频RFID标签自动测试系统,能够从物理层到应用层对电子标签进行一致性测试,对构建开放的电子标签自动化测试平台具有一定的现实意义和指导价值。 电子标签自动测试系统以虚拟仪器技术为基础,分为“横线”和“纵线”两条总线,由终端计算机统一管理和控制。前者由模块化的硬件组成,完成基本的高频信号收发功能;后者由高效稳定的软件组成,控制仪器和电子标签的有效交互、数据格式的封装和解封以及信息的显示和存储。此外,提供了一系列扩展测试功能,能够有效地对获取的信号进行时域和频域参量的提取和分析,能够使用标签防碰撞算法消除仪器与电子标签之间的通信冲突。这种基于软件无线电思想的测试系统不仅能够增加系统的灵活性和开放性,而且便于以后的扩展和维护。 对比理论和测试结果,表明该自动测试系统能够对多种高频RFID电子标签完成一致性测试。它能够快速准确地分析回复信号的电参数从而评估电子标签的性能,能够实时记录和存储测试结果以检索和回溯测试数据,能够在开放性的软件平台上扩展测试功能。系统的性能指标与设计目标吻合,满足电子标签的测试要求。 实验证明,以软件为核心构建RFID电子标签的自动测试系统是一种行之有效的方法,能够克服传统测试仪器功能固化的限制,具有成本低、集成度高和扩展性强等优势。

关键词： 模糊神经网络   控制器   虚拟仪器技术   COM组件  

摘要： 随着自动化领域的发展,自动控制工作者面临着两个问题:一是控制对象越来越复杂,很多不确定因素和难以描述的非线性特征使得传统控制方法的局限性越来越明显;二是对控制系统的要求越来越高,迫切要求提高控制系统的智能化水平。在近几十年发展起来的智能控制中,模糊神经网络是模糊理论同人工神经网络相结合的产物,它汇集了人工神经网络与模糊理论的优点,为解决上述两方面的问题提供了一条新的途径。 课题来源于上海市教委科研项目:神经模糊自适应控制开发研究(项目编号06EZ012)。本文提出了基于虚拟仪器技术的调用MATLAB底层模糊神经网络控制算法的方法,利用LabVIEW和MATLAB两大软件,缩短了系统开发的周期,通过COM组件,LabVIEW的ActiveX模板中的Automation Open节点,实现了基于虚拟仪器技术的模糊神经网络控制器的开发。在LabVIEW中搭建纯滞后、非线性、时变等特性的复杂对象,研究模糊神经网络控制器的控制效果,相对于经典PID算法,模糊神经网络控制器控制复杂非线性对象,能改善控制精度,减小振荡,及时调整控制规则和参数,提高控制性能。最后,设计了基于中泰PCI8333AD/DA数据采集卡的计算机控制系统的输入输出通道,研究模糊神经网络控制器在实时控制中的可行性。 通过对控制系统仿真和实验,研究了模糊神经网络控制器不仅能控制非线性时变的复杂系统,而且在实际的控制中也具有良好的鲁棒性。

关键词： 电化学气体传感器   特性参数   虚拟仪器   单片机  

摘要： 当今气体传感器技术发展日新月异,应用日益广泛,电化学气体传感器作为其中重要的一个分支,也得到了广泛的应用,但在气体浓度精确测量中主要存在两方面的问题:交叉灵敏度问题和气体传感器的特性漂移问题。这些问题长期以来一直困扰着人们,尤其在一些需要进行长期在线监测的场合。本文以导师项目(为某电力公司开发一套完整的环境参数监测系统)中的子项目为课题,开发了一套完善的电化学气体传感器性能参数测试系统,可获得传感器的最佳工作点,为由交叉灵敏度和特性漂移引起测量误差的修正补偿提供依据。 根据实际测试需求,设计了测试电化学气体传感器系统的总体方案,由增强型51单片机构成的下位机与基于虚拟仪器技术的上位机共同组成测试系统,利用定电位电解二氧化硫传感器对该系统进行了相应的实验验证。下位机分为硬件部分与软件部分,主要包括下位机芯片的选择、下位机与上位机通讯端口的选择与实现、下位机模拟端口的配置、数据采集的实现以及与上位机通讯软件的设计;上位机主要是利用虚拟仪器技术,实现了仪器界面的设计和各功能模块软件的编写,具体包括串口通信设计、通道参数配置、零点漂移测量、线性相关测量、温度漂移测量、气体选择性测量、响应/恢复时间测量、结果数据存储以及报表生成等功能模块。 通过对定电位电解二氧化硫传感器各种特性参数的实际测量得出:传感器的最佳工作温度为20℃左右;零点漂移为总量程的±2.3%;在气体浓度小于72.3ppm时,线性相关系数为0.993;响应时间为15s;恢复时间为19s;气体选择性方面,分别对浓度为100ppm的一氧化碳、硫化氢、一氧化氮进行了测量,传感器的输出电压值依次为0.227V、0.233V、0.208V。从实验结果可以看出,此系统可以很好地测量气体传感器各种特性的完整参数和曲线,为气体传感器的进一步研究和应用提供可靠的依据。