4.1213級虛擬儀器課程設(shè)計任務(wù)

1、12級虛擬儀器課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目：虛擬儀器時間：7周一一12周一、設(shè)計題目及任務(wù)學(xué)生可根據(jù)喜好和興趣，從以下題目中選擇一題或經(jīng)老師同意的其它題目進行設(shè)計。1虛擬相位差計（1人）（135、136）設(shè)計一個雙路正弦波發(fā)生器，其頻率和相位差可調(diào)：采用過零法、FFT頻譜分析法和相關(guān)法設(shè)計一個相位計；仿真分析不同方法的優(yōu)缺點及各自實用條件：分析信號幅值、噪聲幅值、采樣點數(shù)等值的變化對測量結(jié)果的影響。分兩種情況測量：不經(jīng)過數(shù)據(jù)采集的仿真：經(jīng)過數(shù)據(jù)采集。（132）2 通用串口調(diào)試工具設(shè)計（X人）（135、136）按以下界面或自己設(shè)計一個通用串口調(diào)試工具。要求能設(shè)苣COM 口、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、

2、停止位等。3.虛擬頻譜儀（1人）（135、136）設(shè)計一個信號發(fā)生器，分別產(chǎn)生正弦波、方波、三角波信號：設(shè)計頻譜分析儀，對正弦波、方波、三角波信號進行頻譜分析:產(chǎn)生疊加諧波，并分析疊加諧波的周期信號的頻譜分析。非周期信號的頻譜分析。分兩種情況測量：不經(jīng)過數(shù)據(jù)采集的仿真；經(jīng)過數(shù)據(jù)采集。（132）4 網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器設(shè)計（1人）（135、136）建立一個虛擬波形發(fā)生器或其它虛擬儀器而板：采用B/S模式實現(xiàn)儀器的網(wǎng)絡(luò)化控制。采用C/S模式實現(xiàn)儀器的網(wǎng)絡(luò)化控制，可采用DataSocket或TCP/IP方式。5 基于聲卡的虛擬儀器設(shè)計（1人）（135、136）可測試信號、頻譜；可回放記錄數(shù)據(jù)的圖形，回放速

3、度可調(diào)：產(chǎn)生多種信號，頻率幅值可調(diào)。6 謹(jǐn)用虛擬濾波器設(shè)計（1人）（135、136）建立一個虛擬波形發(fā)生器，要求信號頻率連續(xù)可調(diào)：設(shè)計通用濾波器，能進行髙通、低通、帶通及帶阻濾波；分析務(wù)種數(shù)字濾波器頻率響應(yīng)特性，及各種數(shù)字濾波器性能比較。7. Apple Watch 仿真設(shè)計（1 人）（135、136） 設(shè)計Apple Watch界而，顯示時間：設(shè)計連接天氣、航班信息、播放音樂、測量心跳、計步、鬧鐘等功能鍵，及相關(guān)子界而及功能程序設(shè)汁。8 模擬汽車儀表盤的設(shè)計（1人）（135、136）模擬汽車控制而板，可以對顯示而板中的參量進行控制；控制而板上帶有車速表，里程表，轉(zhuǎn)速表，燃油表（初始油疑設(shè)為3

4、00升，當(dāng)油量低于30升時，油量 指示器閃爍報警）：左右轉(zhuǎn)向燈，汽車轉(zhuǎn)彎時，發(fā)出明暗交替的閃光信號，以表示汽車向左或向右轉(zhuǎn)向行駛。9計算器設(shè)計（1人）（135、136）按Windows系統(tǒng)附件中的計算器設(shè)汁一個基于LabVIEW的計算器。編查若電）幫助吵O十六進制十進帶!l O八進） O二進制0.G角度 O弧度 O梯度HlwlliypB 回CUtZ| ins IIIn | | HX |HE3E3 EHE3H ESE30 EAveSnnABcDEF|b心spac”H CZ | I C SHESSS ErnrnrnRi 芮 HQQEEJB LD0OQSS自動售貨機示意圖XO自動售貨機（X人）（13

5、5、136）自動售貨機由三個投幣口組成，可分別投入5角、1元、5元等三 種硬幣。當(dāng)購買一泄數(shù)目的貨物以后，在取物口取岀商品，然后在退幣 口取出余額。同時為了指示系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)，配有LI、L2指示燈，當(dāng) 系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤時，會根據(jù)提前設(shè)泄方式進行報警輸出。自動售貨機界面 請參見自動售貨機示意圖。11 鍋爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。（1人）（132或135） RS232參考“鍋爐溫度控制實驗平臺”，根據(jù)溫度控制原理進行系統(tǒng)設(shè)計：采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU通訊協(xié)議通過汁算機的RS232串行接口與鍋爐溫度控制實驗平臺的儀表通信獲取鍋 爐溫度反饋信號：用LabVIEW軟件設(shè)計實時控制監(jiān)視界而和控制算法，并通過R

6、S232串行接口將控制信號輸入儀表實現(xiàn)鍋 爐溫度的控制；分析引起溫度測量與控制誤差的因素、及改進策略12.電機轉(zhuǎn)速及角度控制的設(shè)計。（I人）NIELVIS （132）參考“Quanser宜流電機使用說明書”，采用NI ELVIS實驗平臺，對電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)進行設(shè)計:應(yīng)用NI ELVIS實驗平臺的DI 口及AI 口獲取電機轉(zhuǎn)速及角度信號：設(shè)訃一個基于NI ELVIS實驗平臺的電機轉(zhuǎn)速及角度控制算法，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速及角度的精確控制：分析引起轉(zhuǎn)速及角度測量與控制誤差的因素、及改進策略。13 智能數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(1人選)myDAQ(132)參考“智能PID調(diào)節(jié)器使用說明書”，采用myDAQ卡，根據(jù)智

7、能PID調(diào)節(jié)器工作原理進行系統(tǒng)設(shè)計：應(yīng)用myDAQ卡的AI 口或DI 口獲取測量信號;設(shè)計模擬信號采集、處理、輸出及人機接口電路，可在線鍵 盤參數(shù)設(shè)置、立時檢測、顯示、報警等；掌握PID控制規(guī)律及算法，應(yīng)用myDAQ卡的A0 口實現(xiàn)數(shù)字PID控制。14_階倒立擺平衡控制的設(shè)計。(1A)NIELVIS(132)參考“Quanser倒立擺使用說明書”，采用NI ELVIS實驗平臺，根據(jù)一階倒立擺控制原理進行系統(tǒng)設(shè)汁:應(yīng)用NI ELVIS獲取一階倒立擺電機的角度及擺臂的角度信號：設(shè)計一階倒立擺平衡控制算法，實現(xiàn)一階倒立擺的平衡控制：分析引起擺臂震蕩和編碼器線纜和倒立擺臂岀現(xiàn)纏繞的原因，提出改進的策略

8、。15. 步迸電機變頻調(diào)速及角度和方向控制設(shè)計。(1A) myDAQ (132)參考“步進電機使用說明書”，采用myDAQ卡，根據(jù)步進電機控制原理進行系統(tǒng)設(shè)計； 應(yīng)用myDAQ卡的DI 口及AI 口獲取測量信號；控制步進電動機變頻調(diào)速、方向及角度。16. 直流電機閉環(huán)調(diào)速控制設(shè)計。(1A)myDAQ (132)參考“直流電機使用說明書”，采用myDAQ卡，根據(jù)直流電機控制原理進行系統(tǒng)設(shè)計；應(yīng)用myDAQ卡的DIO 口及AIO 口獲取測量信號并輸岀控制信號；掌握PID控制規(guī)律及算法實現(xiàn)直流電動機的閉環(huán)調(diào)速。17. 通用音樂播放器的虛擬儀器設(shè)計。myDAQ (132)要求用myDAQ播放多種格式的

9、音樂文件；具有選擇播放文件的功能，聲音大小可調(diào)：能錄音，并進行回復(fù)，任意設(shè)置播放位置：能顯示音樂強度。18. 步進電動機角位移轉(zhuǎn)為直線位移的位置測量與控制設(shè)計。Q人丿DAQ卡刃參考“機電實驗平臺”，設(shè)計位程測量與控制系統(tǒng)：應(yīng)用DAQ卡的DI 口及AI 口采集直線位移的位程信號，通過DAQ卡的DO及A0輸出口控制步進電動機速 度與方向；根據(jù)位置反饋信號，來調(diào)右步進電動機的運行速度與方向，實現(xiàn)步進電動機的角位移轉(zhuǎn)為直線位移的位 置測量與控制。19步迸電動機角位移轉(zhuǎn)為直線位移的位置測量與控制設(shè)計。riX；myDAQ (132)參考“機電實驗平臺”，設(shè)計步進電動機角位移的位巻測量與控制系統(tǒng)：應(yīng)用myD

10、AQ卡的DI 口及AI 口采集直線位移的位置信號，通過myDAQ卡的DO及A0輸出口控制步進電動 機速度與方向；根據(jù)位苣反饋信號，來調(diào)步步進電動機的運行速度與方向，實現(xiàn)步進電動機的角位移轉(zhuǎn)為直線位移的位 置測量與控制。20. 直流電動機角位移轉(zhuǎn)為直線位移的位置測量與控制設(shè)計?？?132)參考“機電實驗平臺”，設(shè)計直流電動機角位移的位巻測量與控制系統(tǒng)；應(yīng)用DAQ卡的DI 口及AI 口采集直線位移的位置信號，通過DAQ卡的DO及A0輸岀口控制直流電動機速 度與方向：根據(jù)位置反饋信號，來調(diào)右直流電動機的運行速度與方向，實現(xiàn)直流電動機的角位移轉(zhuǎn)為直線位移的位 宜測量與控制。21. 直流電動機角位移轉(zhuǎn)為

11、直線位移的位置測量與控制設(shè)計。人丿myDAQ (132)參考“機電實驗平臺”，設(shè)計直流電動機角位移的位置測量與控制系統(tǒng)：應(yīng)用myDAQ卡的AI 口采集直線位移的位置信號，通過myDAQ卡的A0輸出口控制直流電動機速度與方向:根據(jù)位苣反饋信號，來調(diào)廿直流電動機的運行速度與方向，實現(xiàn)直流電動機的角位移轉(zhuǎn)為直線位移的位 巻測量與控制。22. 虛擬電子秤設(shè)計。Q人丿DAQ卡(132)參考“傳感器與檢測技術(shù)實驗儀實驗指導(dǎo)書”與“溫度壓力實驗平臺”，設(shè)il基于應(yīng)變直流全橋的虛擬電 子秤的系統(tǒng)電路： 利用 DAQ MAX 配置 PCI-6024E 卡：完成電子秤虛擬儀器的標(biāo)定程序、測量程序設(shè)計；進行測量數(shù)據(jù)

12、的低通濾波，應(yīng)用編寫的電子秤VI進行重量測量，記錄數(shù)據(jù)并與實際值進行比較。簡要分 析引起測量誤差的原因；模擬實際電子稱稱小于200g的重物，并輸入品名及單價，在顯示器上顯示品需、單價、重量及金額。23. 虛擬電子秤設(shè)計。Q人丿myDAQ (132)參考“傳感器與檢測技術(shù)實驗儀實驗指導(dǎo)書”與“溫度壓力實驗平臺”，設(shè)計基于應(yīng)變直流全橋的虛擬電 子秤的系統(tǒng)電路：應(yīng)用myDAQ卡的AI 口采集信號：完成電子秤虛擬儀器的標(biāo)左程序、測量程序設(shè)汁: 進行測量數(shù)據(jù)的低通濾波，應(yīng)用編寫的電子秤VI 進行重量測量，記錄數(shù)據(jù)并與實際值進行比較。簡要 分析引起測量誤差的原因：模擬實際電子稱稱小于200g的重物，并輸入

13、品名 及單價，在顯示器上顯示品需、單價、重量及金額。24基于LabVIEW的便攜式按鍵鋼琴郵血（132）利用myDAQ的8個數(shù)字I/O通道作為琴鍵輸入， 通過LabVIEW編程合成出所需頻率的聲音，經(jīng)過D/A 變換后通過Audio Out端口放大輸岀。程序過設(shè)置不 同的諧波組合可以最終混合岀不同樂器的音色。25 .洗衣機自動控制系統(tǒng)設(shè)計（135、136）系統(tǒng)控制要求： 可以設(shè)置工作方式（洗滌或甩干） 可以人工或自動設(shè)置洗滌水位 自動控制洗衣機進水： 可以人工或自動設(shè)置洗滌次數(shù)： 自動排水； 自動甩干； 具有暫停/繼續(xù)洗滌功能； 具有報警功能（洗滌完畢或缺水）。要求用軟件模擬洗衣機的自動控制過程

14、，并要求計算機屏幕上的模擬的軟控制按鈕的作用與洗衣機面板 上的開關(guān)、按鈕作用一致。洗衣機自動控制示總圖26大型停車場監(jiān)控及收費管理系統(tǒng)（135、136）某大型停車場共有300個停車位，岀入控制口各2個；按泊松分布模擬車輛到達和離開，并進行動畫顯示；建立車輛收費管理系統(tǒng)，根據(jù)車輛類型（VIP、臨時等）進行計時收費:能根據(jù)卡號和車輛號査詢車輛收費信息，若干天前或在存信息：動態(tài)顯示停車場占用情況，并提示空車位信息。27基于myRIO的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)（135）參考NI myRIO入門指南，學(xué)會使用myRIO進行圖像采集。應(yīng)用myRIO的wifi模塊連接電腦端進行遠(yuǎn)程通信。將myRIO采集的圖像傳到電腦端

15、實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。擴展：學(xué)習(xí)LabVIEW中圖像處理容容，對傳回的圖像進行處理，實現(xiàn)監(jiān)控報警等功能。28基于myRIO的遠(yuǎn)程溫控系統(tǒng)（135 ）參考NI myRIO入門指南，學(xué)會使用myRIO,根據(jù)溫度控制原理進行系統(tǒng)設(shè)計。應(yīng)用myRIO卡的DI0 口及AI0 口獲取測量信號并輸出控制信號。通過wifi模塊將控制系統(tǒng)信息（控制參數(shù)，當(dāng)前溫度，設(shè)左溫度等，上下限報警）傳回上位機PC監(jiān)控并能夠進行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)立和監(jiān)控。設(shè)置myRIO程序為上電自啟動。29基于LabVIEW圖像處理的人臉識別（135、136）熟悉LabVIEW的圖像處理模塊，根據(jù)人臉識別原理進行系統(tǒng)設(shè)汁。通過LabVIEW打開電腦攝像頭進

16、行圖像采集，進行人臉識別。30基于myRIO智能循跡小車的設(shè)計（135 ）課題提供智能車模、兩個直流電機、一個伺服舵機、兩個測速編碼器、myRIO處理器、電機驅(qū)動電路模塊、 充電電池、循跡光電電路模塊等所需機械及硬件資源。根據(jù)系統(tǒng)功能自主安裝接線。自主制作小車跑道。背景為白色，跑道為黑色，可使用黑色膠帶貼出或黑色汕筆繪出。編寫程序使小車自主識別黑色跑道并可循環(huán)跑完若干圈使用PD算法是小車行駛平穩(wěn)。編寫LabVIEW上位機監(jiān)控程序，實時顯示當(dāng)前舵機角度及行駛速度。31 UibVIEW 考試系統(tǒng)設(shè)計（135、136）今年熊老師的虛擬儀器課程考試加入了選擇題的容，試用LabVIEW為熊老師設(shè)計一個考

17、試軟件，讓學(xué)生 能夠在軟件上進行選擇題考試，該系統(tǒng)能實現(xiàn)自動閱卷得岀成績，并把學(xué)生的答錯的題標(biāo)出，給出正確答案及解釋該系統(tǒng)用于考試，所以請注意答案的性。3224點游戲的LabVIEW設(shè)計（135、136）設(shè)計24點游戲的LabVIEW程序:24點時間pcb）|計算（；321 S顯示T+ss力】8.詛跚三務(wù)計 35?iJtSi.灣三iAK入.妙你鴛對了 !正魂結(jié)妾力* b，（d-Q隨機生成4個牌。以每牌的標(biāo)簽為變量，輸入計算表達式。點擊計算，顯示狀態(tài)。狀態(tài)至少有4種，如“錯誤，計算結(jié)果為18,請重新思考：計算表達式有誤，請重新輸入：恭喜你，答對了；正確結(jié)果為a+b* （d-c） ”當(dāng)點擊按鍵我不

18、會時，給岀正解。每次洗牌后，計時。點擊按鍵再來一次，淸空計時，洗牌。33 .時間規(guī)劃表軟件設(shè)計（135、136） 集合課程表、日程表、備忘提醒以及日志功能。 結(jié)合中南大學(xué)校歷，提示第幾周，節(jié)假日等。 用戶可自立義本學(xué)期課表，提醒用戶按時上課。 用戶可自定義日程表，系統(tǒng)按時提醒。 日志，用戶可添加當(dāng)前日期的日志。34其它征得老師同意的自選方案。二、設(shè)計要求1. 自覺遵守實驗室齊項規(guī)章制度：2. 認(rèn)真完成所選題目的程序調(diào)試，編寫設(shè)計說明書。三、成績評定成績評定由3部分組成：1. 設(shè)計成績：（占40%）2. 課程設(shè)計報告：（占40%）考勤:(20%)四、參考資料:1黃松嶺.2侯國屏.3.石博強.4.

19、樂平.虛擬儀器設(shè)訃基礎(chǔ)教程，淸華大學(xué)，2008（LabVIEW 7.1編程與虛擬儀器設(shè)計，淸華大學(xué),2005labview6.1編程技術(shù)實用教程中國鐵道，2002Oabview髙級程序設(shè)計淸華大學(xué)，2003五.時間安排課程設(shè)計地點時間：樓132、135、136 （硬件設(shè)訃在樓132）測控13級虛擬儀器課程設(shè)計設(shè)計時間安排：第七周12節(jié)34節(jié)5-8 ij9-12 節(jié)星期一測控01. 02、03選題第七周1-4肖5-8節(jié)星期二星期三星期四星期五第八周1-4 I?5-8節(jié)星期二星期三星期四星期五第九周1-45-8節(jié)星期二星期三星期四第1 周1-45-8 i*J星期二星期三星期四星期五第十一周1-4肖

20、5-8節(jié)星期二星期三星期四星期五第十二周1-4 Vj5-8節(jié)星期二星期三備注：其他時間自行安排進實驗室。題目1 .虛擬相位差計（1人）（135、136 ） 12 .通用串口調(diào)試工具設(shè)計（1人）（135、136 ）13. 虛擬頻譜儀（1人）（135、136） 14 .網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器設(shè)計（1人）（135、136 ）25 .基于聲卡的虛擬儀器設(shè)計（1人）（135、136 ）26 .通用虛擬濾波器設(shè)計（1人）（135、136 ）27 Apple Watch 仿屎設(shè)計（1 人）（135、136 ）28 .模擬汽車儀表盤的設(shè)計（1人）（135、136 ）29.計算器設(shè)計（1人）（135、136） 210啟動售貨機（1人）（135、136） 311 .鍋爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。（1人）（132或135 ） RS232312.電機轉(zhuǎn)速及角度控制的設(shè)計。（1人）NI ELVIS （ 132 ）313 .智能數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計（1人選）myDAQ（132）314.階倒立擺