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关键词： 虚拟仪器技术   CPCI   船舶动力控制系统  

摘要： 介绍了一种基于虚拟仪器技术的模拟测试平台,该平台可针对某船舶动力控制系统进行测试仿真,兼具响应快、测试稳定、精度高的优点,为动力控制系统的试验验证工作提供有效支撑。简要分析了平台实现的需求,介绍了基于CPCI板卡的硬件和软件设计,最后通过具体的试验验证该平台符合测试需求,满足测试任务,可以作为该船舶动力控制系统性能测试的良好平台。

关键词： LabVIEW   湍流等离子体   热效率   在线监测  

摘要： 为明确不同参数下等离子体发生器的热效率,并精准掌握等离子体束的实时能量,进而将等离子体技术应用于氮化铝粉体等材料制备领域,基于自行研制的两路进气式湍流等离子体发生器,利用虚拟仪器技术以实验方式实现对湍流等离子体束热效率在不同工作参数组合下的实时在线监测,并分析了其热效率特性。实验结果表明:热效率在保护气不变的情况下随主气的增大从51%增加到67%,而在主气不变的情况下,保护气的增大会使热效率呈现先增加后降低的现象。在其他工作参数相同的条件下,70 A电流下的热效率比100 A电流下的热效率高4%左右。

关键词： 虚拟仪器技术   智能调节   调节算法   实验室灯光  

摘要： 传统实验室灯光智能调节算法存在调节效率低、调节精准性差等问题,很容易影响实验结果的准确性。以虚拟仪器技术为基础,编制一种新型实验室灯光智能调节算法,利用虚拟仪器技术收集实验室周围环境信息和L数据组的数据,调节实验室灯光周围环境的温湿度,如降温、加湿、升温等,从而保证智能调节工作能顺利进行。研究结果表明,与传统调节算法相比,实验室灯光智能调节算法调节效率更高,调节准确度更好。

关键词： 混合式教学   微信公众平台   微信公众号   教学实践  

摘要： 针对当前“虚拟仪器技术及应用”课程教学存在的问题,利用微信公众平台进行课程混合式教学模式的探索及实践。围绕课程混合式教学模式探索目标和拟解决的关键问题,建立了课程微信公众号,设计出基于微信公众平台的混合式教学模式,并介绍了教学实践案例。实践结果表明,利用微信公众平台采取混合式教学,可有效解决当前“虚拟仪器技术及应用”课程教学存在的问题,延伸和拓展课程的课堂教学,提高课程的教学效果。

关键词： 虚拟技术   机器视觉   玻璃瓶   Sobel算子  

摘要： 玻璃瓶因具有透明度高、气密性好、外形美观、价格低廉和可回收的特点被广泛应用,但生产过程中存在崩口、划痕、含气泡、杂物和污垢等缺陷。为确保玻璃瓶质量,作者设计了一套基于虚拟技术和机器视觉的玻璃瓶缺陷检测系统。利用几何圆的特征确定圆心位置,采用Sobel算子对瓶身缺陷进行边缘检测,基于虚拟技术vision的圆度拟合函数及图像量化函数分别进行瓶口和瓶身的缺陷分析。实验结果表明该系统能够定量检测缺陷的大小,定性分析缺陷的种类,检测速度为36ms,测试精度为98%。该系统操作简单,能实现快速、准确的检测,有效降低了生产成本,满足了实际生产的需要。

关键词： 力传感器   虚拟仪器   LabVIEW   数据采集  

摘要： 力传感器的应用越来越广泛,关于其性能指标的检定十分重要。在检定过程中,数据采集是不可缺少的一环。本文基于LabVIEW环境,开发了一套数据采集系统,可实现传感器输出的采集、波形显示及数据保存功能。同时详细介绍了系统的软硬件主要结构及基本功能。

关键词： 数字示波器   自动校准   虚拟仪器技术   通用性  

摘要： 数字存储示波器是电子测量领域的关键基础仪器,随着数字示波器向着高性能方向的发展,保证数字示波器的测量精度愈加具有重要意义,故数字示波器须在寿命周期内定期校准。数字示波器传统校准方法主要依靠校准人员手动完成,工作效率低且操作流程繁琐,精度较低;而目前已有的数字示波器自动校准程序通用性较差,在面对不同型号的示波器时需重新对校准程序进行设计。在这一背景下,本课题基于C#语言和.NET框架,结合虚拟仪器技术,设计了一套数字示波器的通用校准软件,通过分析不同型号示波器的校准需求,采用自动校准文件与自动校准软件分离的方案在多个型号数字示波器上分别完成了多校准对象的自动校准,达到了很高的校准精度,主要研究内容如下:(1)软件总体框架和通用自动校准方案设计。根据自动校准软件通用于不同型号数字示波器的需求,通过方案的对比研究确定了校准文件与校准软件分离的总体方案,以此为基础设计了软件总体框架和“双循环”结构的总体流程,并详细分析了通用自动校准方案;之后针对软件的功能需求设计了由仪器初始化模块、校准选择模块、状态显示模块等构成的软件UI界面。(2)自动校准文件设计。基于XML(Extensible Markup Language,可扩展标记语言)及XML格式文件的语法规则和结构,结合校准的业务流程,分析了自动校准文件的内容组成及基本结构,并设计了组成文件的基本语句单元,以此为基础利用参数化的思想设计完成了零点及偏移校准文件、增益校准文件和偏置电压校准文件;最后利用反射原理实现了校准文件的读取与解析功能。(3)自动校准功能设计。分析了数字示波器信号调理通道的基本结构,并研究了零点及偏移、增益和偏置电压的校准原理,在设计校准程序的内容与结构的基础上,分别完成了上述关键校准对象的误差校正流程与函数的设计。通过上述内容的研究,设计完成了通用于多型号数字示波器的自动校准软件,提高了校准效率与精度,经验证分析软件各功能运行正常,且校准结果均能满足精度要求。本课题利用自动校准文件提取了不同型号示波器在同一校准对象上的差异部分,从而提高了校准软件与校准程序的通用性、封装性及可扩展性。

关键词： 滚动轴承   一维卷积神经网络   故障诊断   迁移学习   虚拟仪器技术  

摘要： 目前,旋转机械愈发呈现出高精密、高效率与高自动化的发展趋势,而滚动轴承作为旋转机械中具有重要支撑作用的部件,对其开展故障监测与诊断是确保旋转机械动力机组系统高效、安全运行的重点所在。工业大数据智能制造时代背景下,如何从海量高维度和丰富种类的工业大数据中高效、准确地挖掘出滚动轴承不同运行状态的基本模式,是当前迫切需要解决的问题。近年来,以数据驱动为核心的轴承智能故障诊断方法受到了广泛的关注与研究。因此,本论文以一维卷积神经网络(One-dimension Convolutional Neural Networks,1DCNN)和迁移学习(Transfer Learning,TL)为理论依据,对复杂环境下的滚动轴承智能故障辨识方法展开研究,主要的研究工作如下:(1)针对滚动轴承原始信号中含有噪声以及传统卷积神经网络诊断精度和效率低的问题,提出一种将自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)与改进多尺度一维卷积神经网络相结合的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先利用CEEMDAN对原始振动信号进行降噪,并采用Person相关性分析方法重构信号,去除了输入层数据中的噪声分量。同时设计并改进了一种多尺度一维卷积神经网络,该网络采用粒子群算法对金字塔场景解析网络的卷积核尺寸进行寻优,有效地提高了网络训练速度与辨识精度。两个数据集上的实验结果表明,该方法能够保留原始数据中的敏感特征并完成故障辨识任务,具备良好的泛化性和抗噪性。(2)针对变负载工况下由于特征领域偏移导致卷积神经网络故障辨识精度偏低的问题,构建一种基于注意力机制的域对抗迁移神经网络。该方法用于滚动轴承故障诊断,采用通道注意力机制减少冗余特征信息,使得模型更加关注与分类任务相关的特征。此外还构建了一种改进的代价函数来度量源域和目标域间的特征分布,并在网络激活层引入改进的Meta-ACON激活函数,以提升跨域故障诊断性能。结果表明,该方法相较于传统方法拥有更好的故障辨识性能。(3)基于双跨综合故障模拟平台,在LabVIEW虚拟环境中开发了一套滚动轴承故障智能状态监测与诊断系统。该系统采用加速度传感器采集振动信号,由凌华DAQ2214数据采集卡完成A/D转换,同时在故障辨识模块中加入文中设计的算法,并采用Python与Lab VIEW结合的方法来完成数据处理分析,实现了对实验台滚动轴承振动信号的状态监测和故障类别辨识。

关键词： 虚拟仪器   光纤传感器   故障损伤   定位系统  

摘要： 为提升光纤传感器故障损伤定位效果,设计了一种基于虚拟仪器的光纤传感器故障损伤定位系统。设计光纤传感器故障损伤汇聚节点的模块框架与故障损伤信号的硬件处理流程,再对故障损伤数据信息进行提取解析,再构建光纤传感器故障损伤数据统计量,设计光纤传感器故障损伤定位算法,实现光纤传感器故障损伤的定位。实验结果表明,设计系统可以减小故障损伤距离定位误差和电阻定位误差,两者最高均为0.1,故障点定位精度更高,始终保持在0.9以上,且能够在2 s内就完成故障点定位。

关键词： 噪声检测   驻极体电容式声音传感器   LabVIEW   NI USB-6001数据采集卡  

摘要： 本系统采用了驻极体式声音传感器作为主要检测器件,检测外部环境声音信号,经声音传感器转换为模拟信号并输送,利用NI USB-6001数据采集卡将输入的模拟信号转换为数字信号,上位机采用LabVIEW软件,利用软件设计,构建采集结果的显示界面。系统能够完成外部环境噪声的采集,将30~120dB范围内的声源进行实时的噪声判断并根据设定的噪声标准,进行实时报警功能。系统具备采集、转换、调制、放大、判断以及显示等功能,同时还可以达到一定的用户自主调控功能。