宋莉[1]2003年在《虚拟仪器技术基础及其应用研究》文中研究说明随着科学技术的进步，对测量技术的要求越来越高。电子测量技术在各个领域得到了越来越广泛的应用。传统的电子测量仪器由于其功能单一，体积庞大，已经很难满足实际测量工作中多样性、多功能的需要。随着集成电路和计算机技术的迅猛发展虚拟仪器技术应运而生。它与传统仪器相比，功能更强、处理速度更快、频带更宽、用途更广、操作更简单、体积更小、可扩充性更好。虚拟仪器可以充分利用计算机的运算、存储和显示功能。因而在降低仪器成本的同时，使仪器的灵活性和数据处理能力大大提高，可以更方便的组建测试系统，更好的满足多种测量要求。 本文以低频虚拟示波器和虚拟电感测微仪为主要研究对象，从采样定理入手，分析了Dos下和Windows下的不同模式，论述了基于虚拟仪器概念的信号采集系统在Windows2000操作系统中的实现方案。 本论文研究了虚拟仪器的基本设计方法，从数据采集卡、ISA总线、Windows 2000操作系统、Windows计时器、波形恢复算法等方面，讨论了数字信号的实时显示问题。结合PC6310数据采集卡，在Windows 2000环境下开发了信号实时采集和显示的程序。 本论文重点研究了信号波形的恢复与显示技术，利用基于自由端点条件的叁次样条插值算法实现波形的插值，分析了移动平均法不同形式的加权函数和各种噪声干扰的形式，用基于标准正态分布的加权函数的移动平均法和比较法分别实现了各种噪声的降低和消除，并设计出了算法模块，具有良好的可移植性，可以重复使用在不同的系统中。 最后，利用DIB位图方式实现了波形的存储和打印，拓展了仪器的功能。整个系统具有良好的灵活性和通用性。 本系统为进一步研究和开发基于不同应用背景的虚拟仪器奠定了基础。运行结果证明，本论文所采用的理论和方法是正确可行的。
刘恩华[2]2007年在《基于LabVIEW的虚拟电子信息类实验教学系统的设计与研究》文中提出传统仪器下的高校实验教学,已严重滞后于信息时代和工程实际的需要。滞后的实验没备无法满足现代测试技术所需要的速度快、实时性好、具有良好人机界面的要求:难以实现功能扩展和资源共享。虚拟仪器是在计算机为核心的硬件平台上,通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融为一体,利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析、处理,形成既有传统仪器的基本功能,又有特殊功能的新型仪器。运用虚拟仪器代替传统仪器,不但能满足电子信息类实验教学的需要,大大提高设备利用率实现资源共享,降低实验室建设成本,用户还可以根据自己需要定义仪器的新功能。虚拟仪器设计及实现的核心是软件的开发。本文采用模块化的设计思想,描述了基于LabVIEW开发平台设计虚拟示波器的过程,给出了虚拟信号频谱分析仪、虚拟滤波器、虚拟信号发生器、虚拟积分器和微分器等实验教学用虚拟仪器的前面板图和程序流程图。这些虚拟仪器组成的系统,可用于电路基础、电子技术基础、信号与系统、自动控制理论等电子信息类课程的实验教学。本文比较分析了当前流行的虚拟仪器体系结构和开发环境。叙述了虚拟仪器设计过程的方法和体会,对虚拟仪器的开发有一定的参考价值。
袁雪[3]2008年在《基于LabVIEW的生物发酵过程远程监控系统研究》文中进行了进一步梳理微生物发酵工程是生化工程和现代生物技术及其产业化的基础。发酵过程测控系统是发酵系统中重要的组成部分,直接影响着发酵过程生产。通过测控系统对发酵过程实施有效的监测与控制,确保发酵过程生产正常运行,提高发酵的产量和质量。随着微生物技术的迅速发展,发酵工业的生产规模不断扩大,迫切要求对发酵过程进行先进的控制和优化。目前,Labview在发酵过程在线监测与自动化控制领域已经有了一些成功的应用,并越来越受到欢迎,但是大多数研究以上下位机的控制方式为主,对发酵过程进行异地网络化监控少有报道,同时,随着Internet技术与Web数据库技术的迅速发展,建立开放式、可扩展的远程监控系统已成为现实,基于网络的数据共享、数据发布以及远程监控是大势所趋。由于Labview能方便地与Internet相连,为数据的自动采集和远程实时监测提供了一种理想的解决方案,本课题就是在这样的背景下提出来的,对上下位机的控制方式进行了改进,研究并实现了基于Internet的生物发酵过程远程监控。整个系统采用模块化、层次化的设计方法,综合利用了传感器技术、可编程逻辑控制技术、数据采集、RS-485总线技术和网络通信技术,具有接口简单、适应性强、升级扩展方便等特点,具有良好的开放性。本文首先阐述了监控系统总体设计思想,详细论述了系统硬件构成和软件设计思想及实现,该系统利用上位机作为服务器,网络上的任意一台PC机作为客户端,采用LabVIEW 7.1作为前台开发工具,以SQL Server 2000作为后台数据库,以PLC作为下位机,采用模块化设计思想,主要分为八个模块:参数设置模块、数据采集模块、网络通信模块、监测报警模块、实时曲线监控模块、数据分析处理模块、结果分析和用户管理模块。实现了对发酵过程多个信号参量采集、处理、分析和显示。此外,还对基于CGI、RDA、ActiveX、TCP/IP、DataSocket远程测控技术进行了研究,通过对这几种技术在实时性、远程控制、开发难度和可靠性方面的性能比较,得出DataSocket技术更符合本远程测控系统设计的要求,研究了基于C/S模式的网络实时监控系统关键技术,并以此实现了远程测控端对多个测试点的实时监控。
李丽[4]2007年在《基于虚拟仪器技术的应变测试系统的研究与开发》文中进行了进一步梳理应变测试技术是机械工程中应用最广泛的技术之一,传统的应变测试技术已逐渐不能适应测试技术发展的需求。虚拟仪器技术以计算机为核心,是目前测试技术的发展方向,但其软件开发过程较复杂,限制了虚拟仪器技术在应变测试领域的应用与发展。为了解决这一问题,本文以LabVIEW 8.0为平台开发了虚拟应变测试软件系统。首先,在与传统系统作对比研究后,系统设计为由功能模块组建,功能模块的设计模型为“事件-循环-状态机”。其次,参考传统应变测试流程,设计了软件系统的执行流程。再次,从底层开发了完成基本测试与控制功能的模块:初始化参数、调平衡、并联标定、滤波、应力及载荷显示、时域分析、频域分析、信号的保存、回放、生成试验报告、系统的静态标定。最后,利用测试系统进行了测试实验。在连接硬件系统后,测控人员根据测试需求在本系统的主面板上选择相应的功能模块组建软件系统,即可进行应变测试及分析,避免了测控人员在虚拟应变测试过程中繁琐的软件开发工作。
李燕杰[5]2007年在《虚拟信号源的研究与设计》文中指出“虚拟信号源”是河北省教育厅“电工电子实验虚拟仪器研制”项目的一部分。这个项目的目的是为大学电工电子实验室提供廉价的成套实验仪器,包括电源、低频信号源、示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪、失真分析仪、直流万用表、交流电压表等仪器,这些仪器既要能满足大学电工电子实验要求,价格还要在合理的范围之内,以应付高校扩招的压力。本项目就是要用廉价的中小规模元器件设计一块高性能的A/D、D/A采集卡,利用实验室淘汰的计算机,组成完成以上所列仪器功能的虚拟实验仪器系统。学生使用该虚拟实验仪器系统,能完成教学计划所要求的所有电工电子实验。本课题采用EDA技术设计高性能的A/D、D/A采集卡,利用先进的图形化语言LabView设计仪器控制面板。本人在项目中承担虚拟信号源的研究与设计,要完成的工作包括:用廉价中小规模元器件,设计能输出指定频率和幅度的任意波形低频信号源的硬件部分;用LabView软件设计在计算机上运行的仪器控制面板;通过EPP并口实现控制面板与信号源硬件部分的通讯。本课题的难点是用廉价的中小规模电子元器件设计高速的D/A系统。本文对以上各部分的研究与设计进行了详细的论述,对虚拟信号源的系统误差进行了分析,提出了基于SOPC实现高性能的虚拟信号源的展望。此外,本文对近期国内发表的有关DDS论文中,一些作者提出的计算输出信号频率精度的方法进行了研究与改进,对设计DDS信号源有很好的指导意义;本文涉及虚拟信号源开发中的关键技术和主要方法,为进一步研究和开发虚拟仪器提供了一种有效可行的设计方法。
曾明[6]2003年在《基于虚拟仪器平台的检测系统开发及信号处理方法的应用研究》文中指出采用虚拟仪器技术，计算机技术与仪器技术相结合的产物，代表了仪器的最新发展方向，它把传统仪器中的某些硬件乃至整个仪器都用计算机软件替代，这样不仅可以节省硬件开支，而且缩短了研发时间，减小了设计难度。在众多的开发平台中，我们选择NI公司开发的图形化开发平台LabVIEW，这种平台的采用，使得设计者很容易构建复杂虚拟仪器测控系统。 论文探讨了虚拟仪器应用研究的新方向，即虚拟仪器开发平台的功能扩展和基于虚拟仪器技术的应用程序开发。 通用数据采集卡驱动程序开发就是针对虚拟仪器开发平台的功能扩展方面的研究。NI公司的数据采集卡系列相对比较昂贵，很多用户希望采用低价位同型的通用数据采集卡，但LabVIEW对于非NI公司产品是不支持的，所以与开发LabVIEW兼容的通用数据采集卡驱动程序是非常有必要的。在设计中我们充分利用LabVIEW平台的开发性，通过CIN调用代码接口节点、CLFN调用库函数节点及直接利用LabVIEW中In Port，Out Port控件叁种方案，通过编制相应软件很好地解决通用数据采集卡驱动程序开发问题。 本论文还介绍了利用虚拟仪器技术开发的两个应用实例，油品含水量智能检测系统设计是基于虚拟仪器平台的应用系统开发方面所做的研究，研究主要涉及如何充分而合理利用虚拟仪器平台的功能控件构建一个集信号采集、存储、分析和处理为一体的测试系统，油品含水量智能检测系统设计，为在这方面的研究提供了一个很好的研究对象。我们采用射频电容法测量油品中的含水量。由于电容传感器存在交叉灵敏度问题，为了解决交叉灵敏度对测量产生的影响，我们引入了多传感器信息融合技术。油品含水量智能检测系统具有测量精度高，操作简便，抗干扰能力强等众多优点。把虚拟仪器技术和信息融合技术这两项新技术有机地结合，应用于油品含水量检测，在国内尚无先例，处于领先水平。 轧机振动在线监测系统设计是针对信号、数据处理方面开展的研究。在轧机振动监测系统设计中，使用了多种信号、数据处理方法，使基于虚拟仪器技术的检测系统具有强大信号、数据分析处理能力这一优势得以充分的体现。
张鑫[7]2007年在《基于LabVIEW的阵列式气体传感器动态数据采集系统》文中提出近二十年来,气体传感器和电子鼻的研究活动是各类传感器中最为活跃的。电子鼻是基于集成气体传感器阵列和多传感器信息融合技术的气体/气味识别系统,其在食品工业、医疗诊断、环境监测、海关检查等领域有着广泛的应用前景。一套完整的电子鼻是由气体传感器数据采集装置和模式识别系统两部分组成的。本课题致力于气体传感器数据采集装置的开发和研究,能采集气体传感器的动态特征信息,为模式识别系统提供丰富、可靠、精确的数据。该数据采集装置能对传感器进行PWM加热控制,动态的改变气体传感器的工作温度,通过单片机控制的数据采集卡采集传感器动态特征数据,并经过RS232串口把数据传送到上位机上进行实时的电压时间曲线显示和数据存储。本文的主要研究工作有:1:综合研究国内外的气体传感器和电子鼻的理论和先进技术,设计了基于LabVIEW虚拟仪器技术的数据采集方案,用于采集气体传感器的动态信号;2:在综合比较研究的基础上,进行了气体传感器阵列的选型工作,并设计了相应的信号调理电路;3:自行设计了基于单片机控制的数据采集卡,本数据采集卡不仅工作稳定,性能良好,而且较好的替代了昂贵的现成的数据采集卡,节省了成本;4:采用了PWM动态加热控制电路对气体传感器阵列进行加热,显着提高了为模式识别系统提供的特征数据量;5:在上位机上采用了先进的虚拟仪器开发平台——LabVIEW来进行了上位机测试系统的开发,充分利用了LabVIEW容易上手,编程简单的特点,节省了系统的开发时间。整个系统能采集六通道的幅值在0～+5V内的电压信号,具有12位的分辨率,采样频率最高为150Hz,能稳定地对数据进行采集,具有性能稳定,成本低廉的优点,为模式识别系统提供了准确的数据和丰富的动态特征信息。
郭天太[8]2005年在《基于VR的虚拟测试技术及其应用基础研究》文中研究说明本文的研究内容紧紧围绕基于VR的虚拟测试技术这一概念，重点在于从宏观角度对基于VR的虚拟测试技术进行系统的研究，以求建立其基本概念及理论模型、实现方法等，具体内容可大致分为叁个部分：理论基础、实现技术、应用实例。主要研究内容如下： 第一章是绪论部分。首先介绍了虚拟现实技术的概念、特点、历史与现状、以及虚拟现实技术在机械制造领域的应用。然后介绍了基于VR的虚拟测试技术的项目背景、研究现状、研究意义与研究内容，讨论了本文的创新之处。最后给出了论文的主要工作以及论文的组织结构。 第二章的主要内容是基于VR的虚拟测试技术的概念及模型，具体内容包括：基于VR的虚拟测试技术在VM的全生命周期中的作用；基于VR的虚拟测试技术的概念、理论模型、基本思想、工作原理、理论框架等；基于VR的虚拟测试系统的体系结构、分类、主要功能、实施步骤、功能及局限性等；基于VR的虚拟测试技术的哲学意义；对几种含义迥异的虚拟测试技术名称的概念辨析。最后对于基于VR的虚拟测试技术的应用前景进行了展望。 第叁章研究基于VR的虚拟测试技术的理论基础，内容主要包括相似性原理及其在基于VR的虚拟测试技术中的应用；面向对象思想及其在虚拟测试技术中的应用；VR技术的工作原理；虚拟测试系统的仿真原理；以及虚拟测试系统中的测试技术。本章说明了基于VR的虚拟测试技术的方法论基础和多学科理论来源和基础。 第四章的研究内容是基于VR的虚拟测试技术的关键实现技术，主要内容包括：虚拟测试系统中的叁维建模技术、虚拟仪器技术、可视化技术、数据管理技术、人工智能技术、系统集成技术等内容，最后在前述内容的基础上，建立了基于VR的虚拟测试技术的集成化模型。 第五章是一个基于单机的虚拟测试系统示例：建立在沉浸式VR系统基础上的车辆操纵稳定性虚拟试验系统。内容包括系统配置、车辆操纵稳定性分析技术介绍、WTK的工作原理、车辆操纵稳定性虚拟试验系统中的叁维建模技术和VI技术、以及基于虚拟测试技术的车辆操纵稳定性虚拟试验技术，最后给出了车辆操纵稳定性虚拟试验系统的部分结果。 第六章介绍了一个基于网络的虚拟测试系统示例：在桌面型VR系统上实现的基于Web的虚拟无损检测系统。内容包括系统配置、VRML语言及其在基于VR的虚拟测试系统中的应用、无损检测技术概论、基于Web的虚拟无损检测系统的体系结构、基于Web的虚拟无损检测系统的实现，最后给出了基于Web的虚拟无损检测系统的部分仿真实例。 第七章是总结与展望，包括对全文研究内容的总结，和对今后工作的展望。 由于基于VR的虚拟测试技术是一个相对较新的概念，所涉及的理论和技术相当繁多，应用范围也相当广阔，加上受本人的水平及客观条件的限制，本文的研究内容只是初步的研究和探讨，难免存在不少缺陷和不足，这既有待于以后的完善和发展，也敬请各位专家和同行批评指正。
刘中富[9]2006年在《虚拟仪器技术在海军靶场的应用研究》文中研究表明随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展,仪器技术领域发生了巨大的变化,虚拟测试技术引入了仪器领域。随着相关软件的不断诞生,虚拟仪器将会逐步取代传统的测试仪器而成为测试仪器的主流。 本课题结合工程实践中虚拟仪器技术的应用实例,对虚拟仪器的发展历史、组成和特点等进行了系统分析,对虚拟仪器技术在教学、通信、国防等领域的应用情况进行了综述,分析了虚拟仪器在生活、经济、军事等领域应用的广度和深度,客观、清晰地勾画了虚拟仪器技术的应用前景。 对虚拟仪器的硬件系统、软件系统及开发平台进行了详细介绍,并结合具体实例简要介绍了基于LabVIEW虚拟仪器的开发过程。以NI公司的LabVIEW 7 Express为平台,基于PCI-6070E数据采集卡,开发出一系列虚拟仪器,如函数信号发生器、双通道虚拟示波器、虚拟毫伏表等,经对开发后的虚拟仪器与传统仪器的测量结果进行比对,对虚拟仪器的测量性能进行了研究,得出了虚拟仪器测量精度基本满足靶场测试测量要求的结论。 本课题结合海军靶场实际,对虚拟仪器技术在海军靶场的应用进行了研究,在远程监控和网络管理、在线监测和远程诊断、提高机动保障能力、建立虚拟实验室、丰富仪器计量手段等方面分别进行了阐述。基于虚拟仪器技术,对导弹发控测试系统和虚拟数字电压表自动检测系统进行了初步设计,通过设计验证了虚拟仪器技术在海军靶场的可用性及适用性。 课题研究得出了虚拟仪器技术可在海军靶场大范围推广的结论,并就虚拟仪器技术在海军靶场扩大应用方面应开展的工作提出了建议。
胡明明[10]2013年在《基于虚拟仪器的机器视觉技术在输送带纵向撕裂检测应用中的研究》文中研究指明随着我国煤炭生产能力不断提高,输煤速度逐渐高速化。大运量的带式输送机已经成为我国矿井运输的主要工具,因此输送带在矿井中的应用越来越广泛。输送带的纵向撕裂是带式输送机重大故障之一。由于带式输送机在煤矿几公里甚至十几公里的输送链中使用较多的是含有钢绳芯的输送带,采用这种类型的输送带后,其抗拉性能大大提高,但在抗撕裂性能上却没有得到改善。由于钢绳芯输送带单体长度较长,如果发生纵向撕裂不能及时发现,就有可能造成整条输送带报废,造成严重的事故和巨大的的经济损失。因此有必要对输送带纵向撕裂进行检测。本文分析了致使输送带产生纵向撕裂的原因以及一些已有的技术和方法,这些技术和方法中有接触式的和非接触式的之分,国内外研究不同步,国内落后于国外的研究水平。已有的这些技术和方法有的结构复杂,有的会引起误报,有的会损害输送带覆盖胶。现在一些高校和科研院所开始研究将机器视觉用于输送带纵向撕裂检测,机器视觉有非接触式、可以直观地得到撕裂图像的优点,其能实现最大限度地接近实时性检测和代替机械设备和人眼进行检测,可以极大地降低煤矿的经济损失和有效保障工作人员的安全。近年来随着虚拟仪器技术的发展,其给仪器仪表领域带来了一次革命,其模块化硬件、便携式机箱都为输送带纵向撕裂检测的应用提供硬件支持。近20年来,虚拟仪器推出其相应的机器视觉技术,即NI机器视觉技术。本文就是应用NI机器视觉技术在实验室条件下对输送带纵向撕裂进行模拟检测,重点研究了由NI1764智能相机、NIPS-15电源、背光板光源、上位机组成的实验仿真机器视觉检测平台,这里的上位机由由NI PMA-1115便携式PXI LCD显示器和键盘附件和NI PXIe-1082配有交流的8槽3U PXI Express机箱和NI PXIe-8133PXI平台嵌入式控制器组成。该上位机性能稳定,抗干扰能力强,理论上适合用于煤矿复杂恶劣环境。本文也重点研究了虚拟仪器的机器视觉检测与特征提取方法。本文主要研究了使用NI VBAI编写输送带纵向撕裂仿真检测程序,运用NI VA编写纵向撕裂图像处理与分析程序。研究撕裂图像特征提取方法,提出基于广义霍夫变换的撕裂裂缝特征提取理论方法。通过实验和仿真检测,该平台能够较好地采集和处理图像,图像处理速度较快,处理效果也比较好,能够进行仿真报警和使带式输送机仿真停车。因此,将虚拟仪器的机器视觉技术应用于煤矿的输送带纵向撕裂检测有一定的理论性和可行性。
参考文献：
[1]. 虚拟仪器技术基础及其应用研究[D]. 宋莉. 大连理工大学. 2003
[2]. 基于LabVIEW的虚拟电子信息类实验教学系统的设计与研究[D]. 刘恩华. 南京理工大学. 2007
[3]. 基于LabVIEW的生物发酵过程远程监控系统研究[D]. 袁雪. 江苏大学. 2008
[4]. 基于虚拟仪器技术的应变测试系统的研究与开发[D]. 李丽. 内蒙古农业大学. 2007
[5]. 虚拟信号源的研究与设计[D]. 李燕杰. 河北师范大学. 2007
[6]. 基于虚拟仪器平台的检测系统开发及信号处理方法的应用研究[D]. 曾明. 中南大学. 2003
[7]. 基于LabVIEW的阵列式气体传感器动态数据采集系统[D]. 张鑫. 厦门大学. 2007
[8]. 基于VR的虚拟测试技术及其应用基础研究[D]. 郭天太. 浙江大学. 2005
[9]. 虚拟仪器技术在海军靶场的应用研究[D]. 刘中富. 浙江大学. 2006
[10]. 基于虚拟仪器的机器视觉技术在输送带纵向撕裂检测应用中的研究[D]. 胡明明. 太原理工大学. 2013
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