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关键词： 电能质量   虚拟仪器技术   加窗傅里叶变换   谐波分析   间谐波分析  

摘要： 电能应用程度是一个国家发展水平的主要标志之一。一般以电力系统在运行中的电压、频率与对标称值的偏离程度作为衡量检验其电能质量的重要指标。目前国内对电能质量管理方面的研究已经落后于发达国家水平,电能质量问题已经到了不容忽视的地步,要对电能质量行之有效的管理就必须得到电能质量的一手资料。因此电能质量在线监测系统的研究开发具有广阔应用前景。 本文以电能质量作为研究对象,以Lab VIEW为软件平台设计了电能质量在线监测系统。研究了电能质量六项稳态指标的相关测量方法,并重点研究了基于FFT加窗的谐波、间谐波分析方法。 本文在分析了不同加窗FFT法解决实际电力谐波及间谐波中存在的精确度等缺陷问题上,通过Lab VIEW仿真图谱及数据可知：加窗FFT法的频谱泄漏的影响要小于直接FFT法所引起的泄漏影响,采用不同的加窗FFT法对分析结果的精确度也不同。7阶Blackman-Harris窗在更好地提高信号分析的精确度方面效果最好。 本文提出了电能质量监测系统的总体设计方案。系统包含三个部分数据采集模块,电能质量分析模块和数据存储模块。对电流电压的有效值、频率、三相不平衡度、电压闪变、电压谐波、间谐波以及功率进行实时测量,并给出了相应的程序框图。该系统能够实时将采集数据记录到硬盘中以便后续的数据分析,具有界面友好、可拓展性强、功能丰富、成本低等特点。 论文重点阐述了基于虚拟仪器技术的电能质量在线监测系统的开发工作,利用生产者消费者的结构、多线程编程技术和模块化思想进行系统设计。完成了测量分析,仿真分析、数据管理等模块化设计,使系统能够实时记录分析信号,保证数据的完整性及数据分析的高效性。并且由于采用模块化设计理念,易于系统的扩展。 本文采用了Lab VIEW自带的谐波分析模块与7阶Blackman-Harris窗FFT变换相结合的方法进行谐波间谐波分析,对系统各模块进行了测试,并通过仿真信号中加入电压闪变和波动干扰,以验证系统抗干扰能力。通过对电能质量各项指标进行仿真测量,并对其进行了误差分析,仿真结果达到国家A级测量仪器标准。根据各项实验数据的分析,证明电能质量在线监测系统是有效可行的。

关键词： 气体小流量   自动检定系统   虚拟仪器技术   LabVIEW  

摘要： 根据气体流量仪表的工作状况和检定要求,设计了气体小流量自动检定控制系统。该系统采用Windows环境下虚拟仪器的LabVIEW 2010开发平台,硬件上通过数据采集卡和信号调理电路之间的交互信息,实现了对执行机构的控制,同时对检定过程中的不同信号进行数据采集、显示和存储。

关键词： 地面逆变电源   虚拟仪器   测试系统   LabVIEW   数据采集  

摘要： 航空地面逆变电源主要用于飞机在地面时日常清洁维护,发动机启动和航线维护时的供电。航空地面逆变电源的供电品质和性能决定着飞机地面用电的安全,采用了供电质量不好的航空地面逆变电源给飞机供电,就会有可能损坏飞机用电设备,因此对航空地面逆变电源进行特性检测就非常有意义。基于虚拟仪器的飞机地面逆变电源暂态特性测试系统研究,源于“航空地面逆变电源测试系统”项目,该项目来源于中国民用航空局,该项目是为航空地面逆变电源检测而开发的基于虚拟仪器技术的测试系统,本文严格遵循国际和民航标准的要求,制定出对地面逆变电源暂态特性的检测标准,并对其进行检测,其目的在于测试地面逆变电源的供电品质是否符合相关规定的要求。该系统可以有效地保障飞机地面用电的安全,同时为地面电源的检修提供依据。该测试系统采用图形化编程软件LabVIEW和高精度的数据采集卡。将采集到的信号经过处理以后,采用LabVIEW编程软件对信号进行分析和处理,实现测试系统功能。最后通过计算机输出测试结果。整个测试系统界面友好、操作方便、精度较高,同时具有强大的图形显示和报表处理功能。系统采用了模块化的编程设计,具有很大的灵活性和扩展性,可以通过功能模块的扩展来添加应用功能,以便更好地满足用户的需求。

关键词： 虚拟仪器技术   Lab VIEW   数字模拟平台   继电保护实验  

摘要： 基于Lab VIEW的继电保护实验平台的开发将虚拟仪器技术与电力系统继电保护相结合,以图形化编程软件Lab VIEW为支撑,搭建具有信号采集与分析的多功能虚拟继电保护实验平台,充分利用实验室教学实验装置,突破硬件不足对实验教学的限制,是目前高校实验教学的迫切需要。同时该平台可以丰富教学方式,提高学生的学习热情和动手能力,对于培养学生的创造性思维有很大的帮助。

关键词： 虚拟仪器   信号发生器   现场可编程门阵列   直接数字频率合成   自定义波形  

摘要： 在当代测试领域当中,信号发生器是一种被普遍应用的通用仪器:在仪器发展历史上,一个具有重要的意义的时间点就是虚拟仪器技术的诞生,不仅代表了测试仪器技术的发展未来前景,更代表了方向。虚拟仪器技术拥有性能强、开发周期短、拓展性强以及易于集成这些优势;而现场可编程门阵列(FPGA)是一种半定制的电路,这种电路是比定制电路更具有灵活性,而门电路数又比原来的可编程器件更多;直接数字频率合成(DDS)技术是全新一代的数字化频率合成技术,它拥有速度高和精度大的优点;基于虚拟仪器技术的信号发生器与传统硬件电路设计的波形发生器相比拥有高的稳定性、小的功耗和大的灵活性等优点。　　本文的主要工作是充分运用以上几种先进技术,利用虚拟仪器技术设计的一个信号发生器,通过基于FPGA的下位机和VC++6.0上位机的配合使之能够输出8种固定波形和自定义波形,同时要求操作简单方便,而且能够在此平台上进行拓展开发。文中对系统的整体结构和所用到的芯片及技术进行了简单的介绍,然后从硬件电路、软件程序以及系统测试等几个方面进行了论述。　　论文首先介绍了,运用直接数字频率合成(DDS)技术设计一个信号发生器的方法和优点以及现场可编程门阵列(FPGA)技术的发展现状。讨论了利用FPGA设计一个DDS信号发生器的优势,quartusI I的设计思想以及特点。　　其次,对整体设计的硬件电路以及用到的芯片的特点等,进行了具体论述,并使用虚拟仪器技术(vC++6.0)设计了一个上位机,来实现对硬件电路的控制并发生波形。　　最后,对整体设计进行了系统性的调试,包括上位机的软件与下位机硬件部分的测试。结果表明,该信号发生r器的设计达到了预期的目的,同时对基于虚拟仪器信号发生器的优缺点进行了分析总结,并对不足的地方提出了改进。

关键词： 测试系统   虚拟仪器技术   行程开关   参数测量  

摘要： 行程开关是一种常用的主令电器,通常利用机械部件的按压碰撞实现控制电路的通断,最终实现设备的定位控制、顺序控制、极限位置保护等功能,因此其性能好坏直接影响着设备工作次序和安全。目前,生产厂家对行程开关参数的检验一般是通过手工测量,操作人员将待检测的行程开关用不同仪器测量其相关参数。这种测量方式工序较多、过程较复杂,人为因素影响较大,需要熟练的操作人员,并且效率低,不能满足大批量生产的产品检验要求。虚拟仪器技术是计算机与测试技术相结合的产物,已广泛应用于各种测试系统中。虚拟仪器技术通过专门的软件将现有的计算机资源和仪器融合在一起,即把计算机强大的运算处理能力和仪器模块的精确测量及控制能力有效的结合起来,通过软件编程实现数据采集和运动控制,从而增强了测试系统功能的灵活性,降低了硬件的开发成本,特别是目前National Instrument公司的LabVIEW开发平台可以很好地整合计算机的软硬件资源。本课题研制的基于虚拟仪器技术的直动式行程开关参数测试系统,为行程开关的性能参数检测提供了较完整的解决方案。该测试系统以虚拟仪器技术为核心,结合数据采集模块、伺服控制模块,实现产品性能参数的测量,并且根据测量结果能自动判别产品合格与否,从而实现直动式行程开关多参数的测量和产品筛选的功能。本测试系统使用时,操作人员只需要将行程开关固定在专用夹具上,按下启动键,即可实现自动测量,并且通过计算机实时显示测量过程和结果。本论文首先介绍了课题来源,研究背景,国内外研究现状,明确了课题的研究意义；其次分析了限位开关的机械结构、动作原理、特性参数,结合用户的需求,设计了系统主要实现的功能和技术要求,并确立了系统总体方案；接着根据系统总体方案设计了系统的硬件,包括机构设计、测试电路设计以及系统抗干扰设计,重点介绍了各部分的原理和功能,为软件设计提供了硬件平台；然后描述了系统软件的实现,包括参数设定模块、运动控制模块、数据采集模块、显示模块、菜单管理模块、打印管理模块等。最后介绍了荷重传感器的标定与系统测试实验,并对测试数据进行统计分析,验证产品的实用性。测试结果表明该测试系统性能稳定,工作可靠,达到了预期的技术指标。

关键词： 电动汽车   电能质量   监测系统   虚拟仪器   LabVIEW   投影寻踪   评价模型  

摘要： 作为解决能源危机和环境污染的有效途径之一,电动汽车被我国列为战略性新兴产业,大力推进其产业化应用。规模化电动汽车充电负荷作为一种新型负荷,其负荷特性具有时空不确定性,且与用户的使用习惯有关。规模化充电负荷的接入必将会对电网的安全运行和电能质量带来新的挑战,因此有必要设计一套分布式电动汽车充电负荷监测系统,以获得某区域内电动汽车充电负荷的负荷特性及电能质量状况。 本文根据电动汽车充电负荷特性确定监测系统的监测指标,对其指标的概念、检测算法、国标及其对电力系统的影响进行介绍；针对监测系统特点,选择LabVIEW作为系统开发平台,介绍了开发平台的特点和监测系统的开发步骤；探讨未来可能的电动汽车充电方式和规模化电动汽车充电负荷调度策略；设计了基于C/S模式的电动汽车充电负荷监测系统框架,主要包括前置机系统、服务器系统和网络通讯系统。 考虑到检测精度要求和经济性等因素,合理选择前置机系统的硬件设备,设置硬件设备有关采集参数；设计了前置机和服务器系统的界面,实现人机友好交互功能；利用LabVIEW图形化开发语言设计了有关电能质量参数的检测算法；将监测系统与数据库连接,将分析后的结果存储到数据库中；设计了报表模块,可生成电动汽车充电负荷电能质量监测报告；搭建了基于DataSocket技术的网络通讯系统,实现前置机系统与服务器系统之间的数据通信。 将投影寻踪等级评价模型应用于电动汽车充电负荷电能质量综合评价中,根据电动汽车充电负荷的特点确定评价项及评价等级,利用投影寻踪理论将多个评价指标投影为综合的单一评价值,采用量子粒子群优化算法找到最优投影方向,根据最佳投影值及其对应的评价等级,通过线性插值建立了电动汽车充电负荷电能质量综合评价模型。

关键词： 输油管道   秒脉冲信号   GPS   集输管道   同步采样   数据采集技术   虚拟仪器技术   测试网络   数据采集卡   图形软件   软件工程   LabVIEW  

摘要： 大型测试网络在工程技术与科学研究的各个领域得到越来越多的应用,这种测试网络的特点之一是空间分布可以大到几十km,其二是测量点数可以多达上千个。这种测试网络中有很多情况下要求对各测试点同步采样,例如管道泄漏的监测、电网浪涌的测试、地震波,风速的测量

关键词： 系统设计   测控系统   FPGA   LabVIEW   自动测试系统   现场总线   数据采集系统   数据处理系统   虚拟仪器技术   测控技术   目次索引  

关键词： JKR理论   粘着能   虚拟仪器   JKR测能仪  

摘要： 在材料科学中,对粘着材料的合成与研究是一个重要的研究方向。这类材料有一个共性,材料的表面存在粘着效应。对于粘着材料性质分析使用的重要理论是JKR (John, Kendall和Roberts)接触理论,该理论主要用于研究材料微接触状态下表面粘着能的释放情况。目前,国内市场尚没有实际产品能够用于粘着材料JKR数据测量。为此,开发JKR测能仪有其重要意义。基于JKR理论,采用虚拟仪器技术进行JKR测能仪的设计和开发。 JKR测能仪的硬件系统主要负责完成实验以及实验数据的测量,根据技术指标的要求对仪器所需的传感器进行选型,并通过仪器结构设计完成仪器硬件系统的搭建,其中涉及传感器总成技术、硬件抗干扰技术以及机电一体化技术等。 JKR测能仪的软件系统主要用于控制硬件系统。以Windows XP系统作为软件运行环境,以VC++6.0的MFC作为软件开发平台设计与开发仪器的软件系统,其中涉及到电机驱动技术、软件滤波技术、通信技术、计算机接口技术、多线程技术以及运行误差自动校正技术等。 同时本文对所得的JKR测能仪软硬件集成系统的性能进行了测试和验证。测试结果表明,该仪器结构设计科学合理、拥有较高的测量精度和运行精度,同时,仪器设置了两种操作模式,可以满足不同的实验需求。