基于LabVIEW的虚拟仪器振动信号分析系统研究

摘要

信号测试和分析技术是电子电器、仪器仪表、测控技术领域的重要内容，在日常的实验和教学任务中，教育工作者和实验人员经常需要各种不同的信号源来产生实际信号，并通过相应的分析方法进行分析，来完成所需要的教学任务和实验数据的收集。然而传统仪器由于其硬件需求高，自定义性差，可扩展性低，加之开发周期长、维护费用高等不足，已经无法完成教育工作者和实验人员的需求。
　　 虚拟仪器技术产生于20世纪80年代，在我国虽然引进的时间不长，但已经在高等教育领域得到了推广应用。由于虚拟仪器技术开发时间短、性能高、可扩展性强、硬件要求低等特点，使用虚拟仪器来实现传统仪器所难以实现的任务具有可行性。
　　 基于上述分析，本文使用虚拟仪器开发软件LabVIEW为开发平台，设计制作一个信号发生及分析系统，并在提供信号分析实例和分析实验数据方面得到应用。系统可以实现的功能有以下几点:
　　 (1)可产生多种能够添加噪声和窗函数的信号波形，包括基本信号（正弦、方波、三角波等）、公式信号和混合单频信号;
　　 (2)可以对系统所产生的信号进行实例分析，包括信号的时域分析、频域分析和时频联合分析;
　　 (3)可以对系统所产生的信号和实际测量信号进行读取和存储功能;
　　 (4)可通过调用计算机声卡进行音频信号的输出、采集和分析功能。
　　 所设计的分析系统软件界面友好、操作方便，硬件需求低，可根据用户需求进行后续扩展，为理工科测试技术的教育和实验工作者提供一个简便易用的工具。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景和研究现状

1．1．1 虚拟仪器技术

1．1．2 虚拟仪器的硬件

1．1．3 虚拟仪器的软件

1．1．4 LabVlEW开发平台

1．1．5 LabVlEW的特点

1．1．6 LabVlEW的功能

1．2 信号分析理论

1．2．1 信号的分类

1．2．2 信号的时域分析

1．2．3 信号的频域分析

1．3 课题的研究意义

1．4 论文的组织结构和主要研究工作

第二章 信号分析系统设计

2．1 系统总体设计

2．1．1 设计目标

2．1．2 模块化的设计思想

2．2 虚拟信号发生器设计

2．2．1 前面板设计

2．2．2 后面板程序框图

2．3 时域分析

2．3．1 互相关和自相关分析

2．3．2 时域统计

2．3．3 曲线拟合

2．4 频域分析

2．4．1 幅度谱和相位谱

2．4．2 傅里叶变换和自功率谱

2．4．3 窗函数分析

2．5 联合时频分析

第三章 实验结果分析

3．1 虚拟信号发生功能

3．1．1 基本信号波形发生

3．1．2 公式信号波形

3．1．3 混台单频信号

3．2 时域分析功能

3．2．1 自相关和互相关分析功能

3．2．2 时域统计和曲线拟合

3．3 频域分析功能

3．3．1 幅度谱和相位谱

3．3．2 傅里叶变换FFT和自功率谱

3．3．3 窗函数分析

3．4 联合时频分析

3．5 使用声卡的实验验证

3．5．1 音频信号的模拟输出

3．5．2 声音信号的采集和分析

3．6 转子振动试验台数据分析

第四章 总结与展望

参考文献

致谢

研究成果及发表论文

导师与作者简介

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书