信號課程設(shè)計題目

1、信號課程設(shè)計題目與內(nèi)容一 信號發(fā)生器目的： 1 學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2 掌握常用基本信號的波形、產(chǎn)生和應(yīng)用。3 設(shè)計信號發(fā)生器內(nèi)容： 1 常用信號發(fā)生器2 任意波形發(fā)生器3 多諧波發(fā)生器4 噪聲發(fā)生器原理： 常用信號、任意波形信號、多諧波信號和噪聲信號是科學(xué)實驗中的必用的信號。常用信號是根據(jù)其函數(shù)表達(dá)式，利用LabVIEW控件產(chǎn)生的。任意波形是根據(jù)線性插值產(chǎn)生的。多諧波信號和噪聲信號是利用LabVIEW的控件產(chǎn)生的。 在LabVIEW中用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個信號實際上相當(dāng)通過軟件實現(xiàn)了一個信號發(fā)生器的功能。設(shè)計示例：1 常用信號發(fā)生器圖1 常用信號發(fā)生器界面。 常用信號發(fā)生器包括

2、連續(xù)時間信號和離散時間信號兩部分。每部分包括抽樣信號、正弦信號、符號函數(shù)、單位沖激信號、矩形脈沖、單位階躍信號、延時的單位階躍、三角形脈沖信號、截平的斜變信號、單位斜變信號、延遲的斜變信號、單邊指數(shù)衰減信號、指數(shù)信號。調(diào)整參數(shù)，觀察信號波形的變化。用LabVIEW語言編寫程序。2 任意波形發(fā)生器圖2 任意波形發(fā)生器界面 產(chǎn)生任意波形信號。輸入選擇“重新設(shè)置初值”為“ON”，在“Wave Table”中輸入信號在一個周期內(nèi)的樣點值，可用LabVIEW定位工具任意調(diào)整數(shù)組的長度。選擇“采樣點數(shù)”、“幅值”、“采樣頻率”、“采樣率”，之后選擇“重新設(shè)置初值”為“OFF”，即可按上述設(shè)置產(chǎn)生任意波形信

3、號。3 多諧波發(fā)生器可產(chǎn)生多諧波。即任意多個正弦波的合成波。每個正弦波的頻率和幅值可調(diào)。調(diào)整面板上的“各諧波頻率”、“各諧波幅值”、“各諧波相位”、“采樣信息”，即可按設(shè)置產(chǎn)生所希望的多諧波。在教科書“周期信號的傅立葉級數(shù)”中，我們知道，方波是由余弦波及其各次諧波合成的。在此，要求輸入“各諧波頻率”、“各諧波幅值”、“各諧波相位”，產(chǎn)生一個周期方波。圖3 多諧波發(fā)生器界面二 連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析目的： 1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、給出連續(xù)時間系統(tǒng)的的微分方程和初始條件，通過時域方法解微分方程求系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)。3、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器實現(xiàn)連續(xù)時間系統(tǒng)的時域

4、分析處理內(nèi)容：求輸入系數(shù)后所構(gòu)成的微分方程的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)。原理：1 求零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)是沒有外加激勵信號的作用，只有起始狀態(tài)(起始時刻系統(tǒng)儲能)所產(chǎn)生的響應(yīng)。記為r zi(t)。它是滿足方程及起始狀態(tài)r(k)(0-)(k=0,1,.n-1) 的解。它是微分方程的齊次解。由于沒有外界激勵作用，因而系統(tǒng)的起始狀態(tài)不會發(fā)生跳變，亦即r(k)(0+)= r(k)(0-),所以rzi (t) 中的常數(shù)Azik可以由r(k)(0-)確定。2 求零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)是不考慮起始系統(tǒng)儲能的作用（設(shè)起始狀態(tài)等于零），由系統(tǒng)的外加激勵信號所產(chǎn)生的響應(yīng)，記為r zs(t)。它滿足方程及起始狀

5、態(tài)r(k) (0-)(k=0,1,.n-1)，其形式為其中B(t)是特解?？梢娏銧顟B(tài)響應(yīng)在激勵信號作用下，它的響應(yīng)有自由響應(yīng)部分及強迫響應(yīng)部分B(t)兩部分構(gòu)成。3 系統(tǒng)全響應(yīng)系統(tǒng)全響應(yīng)的表示式如下：設(shè)計示例：連續(xù)時間系統(tǒng)時域分析的前面板. 選擇激勵，調(diào)節(jié)激勵、系統(tǒng)方程和初始值等有關(guān)參數(shù)，來觀察他們構(gòu)成的系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的波形顯示。系統(tǒng)方程同時也顯示在前面板上。如果想查看零輸入響應(yīng)方程或零狀態(tài)響應(yīng)方程，就可以按下相應(yīng)鍵來彈出它們的對話框查看。圖4 連續(xù)時間系統(tǒng)時域分析的前面板三 離散時間系統(tǒng)時域分析目的： 1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、時域分析離散時間系統(tǒng)在

6、給定激勵下的響應(yīng)。3、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器實現(xiàn)離散時間系統(tǒng)時域分析處理 內(nèi)容： 解差分方程，求零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)。要求差分方程系數(shù)可在前面板輸入。原理： 零輸入下的差分方程為齊次差分方程，一般表達(dá)式表示為和求齊次微分方程類似，先假設(shè)一個如下形式的解：y(n)=Crn其中C、r 都是與n無關(guān)的參量。將此解代入（21）式可得將滿足(2-1)式，故（22）式稱為（21）式的特征方程，特征方程的N個根r1,r2,rN稱為差分方程的特征根。由于特征方程根的類型不同，使得各個解y(n)也將采取不同形式，歸納如下：(1) 對每一個單實根r ，其解的函數(shù)為Cn1。(2) 對m重的實根r ,其解為m

7、個函數(shù)之和(3) 對于每一對復(fù)根a±jb，其解為兩個函數(shù)之和(4) 對m重的一對復(fù)根a±jb，其解為m對函數(shù)之和 如下式方程：解題的方法是先求齊次解（即齊次方程之解），然后求特解，即求任何一個能滿足上式的y(n) 函數(shù)。齊次解求法已討論過了，為了求特解，先將輸入函數(shù)x(n)代入方程式右端（稱為自由項），觀察自由項的函數(shù)形式來選擇含有待定系數(shù)的特解函數(shù)式，將此特解函數(shù)代入方程后，再求待定系數(shù)。最后，齊次解與特解之和即為完全解。設(shè)計示例：離散時間系統(tǒng)時域分析主面板。選擇激勵，調(diào)節(jié)激勵、系統(tǒng)方程和初始值等有關(guān)參數(shù)，來觀察他們構(gòu)成的系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的波形顯示。

8、系統(tǒng)方程同時也顯示在前面板上。如果想查看零輸入響應(yīng)方程或零狀態(tài)響應(yīng)方程，就可以按下“零輸入響應(yīng)方程”或“零狀態(tài)響應(yīng)方程”鍵 圖5 離散時間系統(tǒng)時域分析主面板四 信號的頻譜分析目的： 1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、掌握周期信號的傅立葉級數(shù)和非周期信號的傅立葉變換。3、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器實現(xiàn)信號的頻譜分析處理內(nèi)容： 1.對周期信號進(jìn)行傅立葉級數(shù)展開，并計算傅氏級數(shù)的系數(shù)，即周期信號各次諧波的振幅和相位。 2.對非周期信號進(jìn)行頻譜分析。 3.掌握頻率歸一化問題。利用傅立葉變換進(jìn)行頻譜分析原理：1. 周期信號的傅立葉級數(shù)分析傅立葉變換是在傅立葉級數(shù)正交函數(shù)展開的基礎(chǔ)上發(fā)展而產(chǎn)生的，也稱傅

9、立葉分析。按照傅立葉級數(shù)的定義，周期函數(shù)f(t)可由三角函數(shù)的線性組合來表示。傅立葉級數(shù)展開表達(dá)式為： 周期信號被分解成直流分量及許多正弦、余弦分量。這些正弦、余弦分量的頻率必定是基頻f1(f1=1/T1)的整數(shù)倍。 通常把頻率為f1的分量稱為基波，頻率為2 f1、3 f1等稱為二次諧波、三次諧波等。顯然直流分量的大小以及基波與各次諧波的幅度、相位取決于周期信號的波形。一般來說，任意周期函數(shù)表示為傅立葉級數(shù)時需要無限多項才能完全逼近原函數(shù)。2. 非周期信號的傅立葉分析 傅立葉正變換：傅立葉逆變換： 而 其中|F(w) |是F(w)的模,它代表信號中各頻率分量的大小。是F(w)的相位函數(shù),它表示

10、信號中各頻率分量之間的相位關(guān)系。3. 頻率歸一化 歸一化頻率（單位周期數(shù)/采樣數(shù)），計算公式為 f=模擬頻率/采樣頻率。 采樣頻率的單位為每秒采樣數(shù)。歸一化頻率假設(shè)從0到1.0的范圍與從0到fs的采樣頻率這一范圍相對應(yīng)。設(shè)計示例：周期與非周期信號的頻譜分析面板。圖6周期與非周期信號的頻譜分析面板周期信號虛擬頻譜演示儀，要求學(xué)生編程分別產(chǎn)生周期方波、三角波、鋸齒波信號并用FFT控件分析方波頻譜。 “期望達(dá)到的波形”是由LabVIEW信號產(chǎn)生控件產(chǎn)生的，通過調(diào)整“采樣點數(shù)”，“幅值”，“頻率”來改變波形參數(shù)。“疊加后的波形”是根據(jù)周期信號的傅立葉級數(shù)，通過各次諧波的疊加產(chǎn)生的?！隘B加次數(shù)的選擇”用

11、來選擇疊加次數(shù)。“各次諧波的波形”中用不同顏色顯示各次諧波，各次諧波的疊加就是“疊加后的波形”中顯示的波形。 可見，任一周期信號可由三角函數(shù)信號疊加產(chǎn)生。換言之，任一周期信號可分解為各次諧波的三角函數(shù)信號，即基波及各次諧波。而基波及各次諧波就表示該信號的頻譜?？梢?，時域信號與其頻譜是一一對應(yīng)的，信號頻譜是信號的另一種表示方法。得到信號的頻譜，就可以恢復(fù)信號的時域波形。因此，分析和處理信號不僅僅在時域，在頻域同樣可以。信號的頻譜分析廣泛應(yīng)用于通信、檢測等各領(lǐng)域，具有廣泛和深遠(yuǎn)的意義。五 連續(xù)時間信號的抽樣及頻譜分析目的：1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、掌握抽樣定理內(nèi)容。3、設(shè)計相應(yīng)的

12、虛擬儀器實現(xiàn)信號連續(xù)時間信號的抽樣及頻譜分析處理內(nèi)容：對指數(shù)衰減震蕩信號進(jìn)行周期矩形脈沖抽樣，驗證抽樣定理。原理：時域抽樣定理： 一個頻帶受限信號f(t)，如果頻譜只占據(jù)-WM+WM的范圍，則信號可以用等間隔的抽樣值唯一地表示。而抽樣間隔必須不大于（其中），或者說，最低抽樣頻率為。設(shè)計示例：連續(xù)時間信號的抽樣及頻譜分析主面板。圖7 連續(xù)時間信號的抽樣及頻譜分析主面板面板中“信號時域波形”中顯示的是一個指數(shù)衰減震蕩信號，表達(dá)式為： 其中：A為信號幅度，為指數(shù)衰減系數(shù)，W為信號頻率，為信號初相。面板上“檢測到的信號頻率”是通過LabVIEW的控件檢測的。面板上“抽樣信號時域波形”顯示的是周期矩形抽

13、樣信號?？赏ㄟ^左側(cè)面板的“抽樣信號頻率”、“抽樣信號相位”、“抽樣信號采樣率”來調(diào)整其參數(shù)。面板上的“檢測到的抽樣信號頻率”也是通過LabVIEW的控件檢測的。面板右側(cè)的“原信號頻譜”、“抽樣信號頻譜”、“抽樣后信號的頻譜”都是將各自信號通過LabVIEW的FFT控件產(chǎn)生的。觀察它們是否同課堂講授的理論相同，調(diào)整參數(shù)觀察頻譜的變化。調(diào)整輸入信號頻率和采樣頻率，使之出現(xiàn)滿足抽樣定理和不滿足抽樣定理的兩種情況，觀察結(jié)果并分析原因。六 卷積積分與離散卷積目的： 1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、掌握卷積的基本概念及解法。3、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器實現(xiàn)信號卷積積分與離散卷積的處理內(nèi)容：求連續(xù)時間

14、信號的卷積和離散時間信號的卷積。原理：1 連續(xù)時間信號的卷積卷積定理即對于任意兩個信號f1(t)和f2(t)做卷積運算，定義為 卷積定理滿足交換率在求連續(xù)時間系統(tǒng)的現(xiàn)代解法中就用到卷積定理：設(shè)系統(tǒng)的激勵信號為e(t),沖激響應(yīng)為h(t),則系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)為 對信號做卷積積分運算的五個步驟：(1) 改換圖形中的橫坐標(biāo)，由t改為，變成函數(shù)的自變量；(2) 把其中的一個信號反褶；(3) 把反褶的信號做位移，移位量是t,這樣t是一個參變量。在坐標(biāo)系中，t>0圖形右移；t<0圖形左移；(4) 兩信號重疊部分相乘e()h(t-)；(5) 完成相乘后圖形的積分。2 離散時間信號的卷積上式稱為“

15、卷積和”(或仍稱為卷積)。它表征了系統(tǒng)響應(yīng)y(n)是x(n)與h(n)的卷積，用簡化符號記為y(n)=x(n)*h(x) 得： 這表明,兩序列進(jìn)行卷積的次序是無關(guān)緊要的,可以互換。設(shè)計示例： 1、卷積積分界面。圖8 卷積積分界面觀察給定連續(xù)時間信號的的反褶、移位、求積分的過程。其中“移位t”顯示移位的范圍，“卷積積分表達(dá)式”顯示了積分的結(jié)果?！耙莆贿^程”和“卷積積分結(jié)果”兩個示波器隨著它們的變化動態(tài)顯示波形變化。2、離散卷積（函數(shù)序列）界面。首先可以調(diào)節(jié)“指數(shù)a”和“矩形寬N值”來確定您要進(jìn)行卷積的兩波形。然后按下“演示”按鈕就可以觀察給定離散時間信號的的反褶、移位、求積分的過程。其中“移位過

16、程”顯示移位的范圍，“y(n)”顯示了卷積后的結(jié)果。示波器“移位過程”隨著它們的變化動態(tài)顯示波形變化。圖9離散卷積（函數(shù)序列）界面3、 離散卷積（離散點）可觀察到這兩個信號的移位、反褶、相乘、相加的過程?！熬矸e結(jié)果”隨著“中間過程波形”的變化同步變化。在這里您可以任意輸入卷積的兩序列樣點個數(shù)和他們的各元素值，進(jìn)行其卷積運算。圖10離散卷積（離散點）界面七 快速傅立葉變換目的： 1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、掌握DFT和FFT算法原理及應(yīng)用熟悉。3、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器實現(xiàn)信號DFT和FFT的處理 內(nèi)容： 1 進(jìn)一步加深DFT算法原理和基本性質(zhì)的理解2 熟悉FFT算法原理和FFT子程

17、序的應(yīng)用。3 學(xué)習(xí)用FFT對連續(xù)信號和時域離散信號進(jìn)行譜分析的方法。設(shè)計示例：快速傅立葉變換主面板。圖11 快速傅立葉變換主面板設(shè)定輸入序列參數(shù)。在“樣點個數(shù)”中輸入序列長度（為2的冪次），在“各樣點值”中輸入序列。觀看“倒序后的各樣點值”和“FFT結(jié)果”，同您計算的值比較，是否相同？思考FFT結(jié)果說明什么意義？求多諧波信號的頻譜要求：1. 用多諧波節(jié)點控件產(chǎn)生多諧波，調(diào)節(jié)其頻率和幅值，并顯示輸入信號波形。 2用LabVIEW的FFT控件求多諧波的頻譜，顯示頻譜圖及FFT后的數(shù)組，并驗證求得的頻譜值是否對應(yīng)信號頻譜值。 3編寫程序，并寫出驗證結(jié)論。 八 數(shù)字濾波器設(shè)計目的：1、學(xué)習(xí)LabVIE

18、W的基本知識及操作。2、掌握FIR和IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計3、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器實現(xiàn)FIR和IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計內(nèi)容：1 FIR濾波器的設(shè)計2 IIR濾波器的設(shè)計原理： 數(shù)字濾波器的作用是對信號進(jìn)行篩選,只讓特定頻段的信號通過.經(jīng)典濾波器假定輸入信號x(t)中的有用成分和噪聲成分各占不同的頻帶,通過濾波器后,可將噪聲成分有效濾去. FIR濾波器設(shè)計 1. 設(shè)h(n), n=0,1,2,.是濾波器的沖激響應(yīng).一個線性時不變因果(所謂因果性是指系統(tǒng)的輸出僅取決于過去和現(xiàn)在的輸入)濾波器若對所有nN(N為有限正整數(shù)),有h(n)=0,則稱其為有限沖激響應(yīng)濾波器(finite impulse res

19、ponse,FIR),否則稱之為無限沖激響應(yīng)濾波器(infinite impulse response, IIR).2. FIR濾波器的最大特點是其相頻特性可以設(shè)計成具有嚴(yán)格的線性,而其幅頻特性可以任意設(shè)計, 排除了輸出波形相位失真的可能性. IIR濾波器的設(shè)計IIR濾波器的設(shè)計源于傳統(tǒng)的模擬濾波器設(shè)計,可以通過低通模擬濾波器進(jìn)行模擬頻率變換得到IIR濾波器.常用IIR濾波器有巴特沃斯(Butterworth)濾波器、切比雪夫(Chebyshev)濾波器、切比雪夫型(Chebyshev )濾波器、 橢圓(Elliptic)濾波器和貝塞爾(Bessel)濾波器.各濾波器有各自的特點,用途也不盡相

20、同. 濾波器的選擇選擇濾波器時要考慮應(yīng)用的需求,如是否要求線性的相頻響應(yīng),是否允許波紋存在,是否需要宰的過渡帶等.設(shè)計示例：1 FIR濾波器的設(shè)計圖12. FIR濾波器設(shè)計界面要求掌握用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的原理和方法.熟悉線性相位FIR數(shù)字濾波器特性.了解各種窗函數(shù)對濾波器特性的影響.1. 測試各種數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù).2. 比較各種窗函數(shù)對濾波器頻率響應(yīng)特性的影響.2 IIR濾波器的設(shè)計圖13 IIR濾波器設(shè)計界面要求：測試各種數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù).比較切比雪夫濾波器與巴特沃斯率波器及其他濾波器頻率響應(yīng)特性的不同.比較數(shù)字濾波器參數(shù)對濾波器頻率響應(yīng)特性的影響.九 網(wǎng)絡(luò)的頻響

21、特性目的：1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、求一階和二階網(wǎng)絡(luò)的頻響特性。3、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器顯示網(wǎng)絡(luò)的頻響特性曲線內(nèi)容：1. 一階網(wǎng)絡(luò)頻響特性分析 一階RC高通網(wǎng)絡(luò)頻響特性 一階RC低通網(wǎng)絡(luò)頻響特性2. 二階網(wǎng)絡(luò)頻響特性分析原理：所謂“頻響特性”是指系統(tǒng)在正弦信號激勵之下穩(wěn)態(tài)響應(yīng)隨信號頻率的變化情況。這包括幅度隨頻率的響應(yīng)以及相位隨頻率的響應(yīng)兩個方面，即幅頻特性和相頻特性。給定一階和二階系統(tǒng)，求出系統(tǒng)函數(shù)H(s),由 得到幅頻特性和相頻特性，當(dāng)在0之間變化時，就得到幅頻特性曲線和和相頻特性曲線。設(shè)計示例： 1 一階高通網(wǎng)絡(luò)頻響特性一階高通網(wǎng)絡(luò)頻響特性界面。圖14 一階高通網(wǎng)絡(luò)頻響特

22、性界面一階高通網(wǎng)絡(luò)頻響特性之“具體計算”界面。圖15 一階高通網(wǎng)絡(luò)頻響特性之“具體計算”界面一階高通網(wǎng)絡(luò)頻響特性界面上調(diào)整參數(shù)R、C的值，觀察幅頻特性和相頻特性波形的變化，及“具體計算”中參數(shù)的變化，說明什么問題？2 一階低通網(wǎng)絡(luò)頻響特性一階低通網(wǎng)絡(luò)頻響特性界面。調(diào)整面板上參數(shù)R、C的值，然后點擊“具體計算”，進(jìn)入圖3.44一階低通網(wǎng)絡(luò)頻響特性之“具體計算”界面。圖16 一階低通網(wǎng)絡(luò)頻響特性界面圖17 一階低通網(wǎng)絡(luò)頻響特性之“具體計算”界面3 二階網(wǎng)絡(luò)頻響特性二階網(wǎng)絡(luò)頻響特性界面。注意，由于二階網(wǎng)絡(luò)特性中，低頻截止頻率和高頻截止頻率相差幾個數(shù)量級，不能在同一坐標(biāo)系中顯示，因此用兩個示波器顯示。

23、圖18 二階網(wǎng)絡(luò)頻響特性界面十 連續(xù)時間系統(tǒng)的變換域分析目的：1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、掌握連續(xù)系統(tǒng)頻域分析方法3、進(jìn)一步理解卷積定理4、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器實現(xiàn)連續(xù)時間系統(tǒng)的變換域分析處理 內(nèi)容：1.按實驗說明進(jìn)行連續(xù)系統(tǒng)頻域分析實驗2.記錄實驗結(jié)果,寫入實驗報告3.自己動手設(shè)計，利用LabVIEW中信號產(chǎn)生節(jié)點產(chǎn)生激勵，利用公式節(jié)點控件產(chǎn)生系統(tǒng)，將信號和系統(tǒng)分別進(jìn)行傅立葉變換，將變換結(jié)果相乘后進(jìn)行傅立葉反變換，通過頻域方法得到系統(tǒng)的響應(yīng)。原理：設(shè)激勵為e(t)，系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)為h(t)，響應(yīng)為r(t)。則 r(t)= e(t) h(t) 設(shè)E(w)、H(w)、R(w)分別為

24、e(t)、h(t)、r(t)的傅立葉變換，則 R(w)= E(w) H(w) 設(shè)計示例：連續(xù)時間系統(tǒng)的變換域分析主面板。改變激勵信號和單位沖擊響應(yīng)的頻率,觀察頻譜變化。記錄輸入?yún)?shù)及各個波形，并對參數(shù)和波形進(jìn)行分析。利用LabVIEW中信號產(chǎn)生節(jié)點產(chǎn)生激勵，利用公式節(jié)點控件產(chǎn)生系統(tǒng)，將信號和系統(tǒng)分別進(jìn)行傅立葉變換，將變換結(jié)果相乘后進(jìn)行傅立葉反變換，通過頻域方法得到系統(tǒng)的響應(yīng)。同主面板上響應(yīng)波形是否相同？從而驗證公式。圖19 連續(xù)時間系統(tǒng)的變換域分析主面板十一 離散時間系統(tǒng)的變換域分析目的：1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、掌握離散時間系統(tǒng)Z域分析方法。3、z域求解離散時間系統(tǒng)零狀態(tài)響

25、應(yīng)4、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器實現(xiàn)離散時間系統(tǒng)的變換域分析處理 內(nèi)容：1. z域求解離散時間系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)。2. 按實驗說明進(jìn)行實驗，記錄實驗結(jié)果,寫入實驗報告實驗原理：一個線性時不變系統(tǒng)在時域中可以用線性常系數(shù)差分方程來描述。此差分方程的一般形式為 若x(n)是因果序列，且系統(tǒng)處于零狀態(tài)，此時，由上式的Z變換得到：Y(z)· = X(z)· 于是： H(Z) = =Y(z)= H(z)X(z)Y(z)的逆Z變換就是系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。設(shè)計示例：離散時間系統(tǒng)的變換域分析主界面。在前面板中改變差分方程的系數(shù)和激勵系數(shù)，設(shè)置為使差分方程的根為兩個實根,兩重根和虛根三種情況，觀察波形變化

26、。記錄輸入?yún)?shù)及各個波形，并對參數(shù)和波形進(jìn)行分析。圖20離散時間系統(tǒng)的變換域分析主界面 離散時間系統(tǒng)穩(wěn)定性分析設(shè)離散時間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)H(z)=b(z)/a(z)，其中a(z)= b(z)= 規(guī)定b0=1使a(z)=0的點為系統(tǒng)的極點。當(dāng)極點全部位于單位圓內(nèi)時，系統(tǒng)穩(wěn)定。反之，則系統(tǒng)不穩(wěn)定。利用LabVIEW的解方程控件求出a(z)=0這個方程的根，即求出了系統(tǒng)的極點。判斷極點的絕對值是否小于1。若小于1，則系統(tǒng)穩(wěn)定；反之，系統(tǒng)不穩(wěn)定。調(diào)節(jié)參數(shù)a(z)和b(z)，觀察系統(tǒng)的穩(wěn)定性變化并進(jìn)行分析。參數(shù)b(z)對穩(wěn)定性有無影響？圖 21 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析界面十二 狀態(tài)方程的求解目的：1、學(xué)習(xí)LabV

27、IEW的基本知識及操作。2、掌握狀態(tài)方程的求解方法。3、設(shè)計相應(yīng)的虛擬儀器實現(xiàn)狀態(tài)方程的求解內(nèi)容：求解狀態(tài)方程原理：狀態(tài)變量表達(dá)式： 在時域求解方法中需要用到“矩陣指數(shù)”，先給出矩陣指數(shù)的定義和主要性質(zhì)，它的定義為 （1）式中A為k×k方陣，也是一個k×k方陣。它的主要性質(zhì)有： (2) (3) (4)下面對給定的狀態(tài)方程進(jìn)行時域求解，若已知 (5)并給出起始狀態(tài)矢量 （6） 對式(6)兩邊左乘，移項有 (7)化簡得 (8)兩邊取積分，并考慮式（5）的起始條件，有 (9)對式（9）兩邊左乘，考慮到 (10)可得 (11)表示式（11），即為方程（5）的一般解。將此結(jié)果代入輸出

28、方程得到r(t) (12)無論狀態(tài)方程的解或輸出方程的解都由兩部分相加組成，第一部分輸入解，由引起，第二部分是零狀態(tài)解，由激勵信號e(t)引起。兩部分的變化規(guī)律的與矩陣有關(guān)，因此可以說反映了系統(tǒng)狀態(tài)變化的本質(zhì)。稱為“狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣”(state transition maxtrix)。下面介紹如何從時域直接求的方法。雖然，的定義式（1）由無窮項相加構(gòu)成，但是按凱萊哈密頓定理可將它化為有限項之和。該定理指出，對于方陣A有如下特性： （jk） (13)也即，對于jk，可利用以下冪次的各項之和表示，式中b為各項系數(shù)。依次原理，將無窮項之和的表示式中高于k次的各項全部化為冪次的各項之和，經(jīng)整理后即可將化

29、為有限項之和 （14）式中各系數(shù)c都是時間t的函數(shù)。按照凱萊哈密頓定理，將矩陣A的特征值代入式（14）中的A之后，方程仍滿足平衡，利用這一關(guān)系可求得式（14）中的系數(shù)c,最后解出。具體計算步驟是先求矩陣A的特征值，然后將個特征值分別代入式（14）得到一組聯(lián)立方程，即可求出系數(shù)c。下面分兩種情況舉例說明。第一種情況:A的特征值各不相同，分別為代入式（14）有 (15) 解式（15）的聯(lián)立方程求得，代入式（14）即可得 的表達(dá)式。第二種的情況:若A的特征根具有m階重根，則重根部分方程為 （16）其他非重根部分與式（15）相同處理，兩者聯(lián)立解得要求得系數(shù)。設(shè)計示例：用LabVIEW設(shè)計狀態(tài)變量方程的

30、求解是個很復(fù)雜的過程，下面我們只介紹k=2時，e(t)=u(t)的求解方法。求矩陣A的特征值圖22 求解實方陣的特征值和特征向量這里用到如圖22所示的節(jié)點，端口Input Matrix輸入2唯矩陣，這里輸入矩陣A；端口matrix type是指輸入矩陣的類型，0：一般形式 1:對稱形式；端口output option是指用此節(jié)點計算什么，0：特征值 1：特征值和特征向量。本例中選擇第0種情況，只求矩陣A的特征值。然后將A的特征值用數(shù)組索引節(jié)點索引出來，并用節(jié)點將特征值實虛部分開，。判斷A的特征值是否相同，進(jìn)入case結(jié)構(gòu)，求出狀態(tài)變量的響應(yīng)曲線和輸出方程r(t)的響應(yīng)曲線。判斷A的特征值是否相

31、同，這里分3種情況:1)共軛復(fù)根2）相等實根3）不相等實根 此過程由一個大的case結(jié)構(gòu)嵌套一個小的case結(jié)構(gòu)完成。1)共軛復(fù)根當(dāng)a1I=-a2I0時，進(jìn)入case1結(jié)構(gòu)中的true循環(huán)。如圖23 圖 23 共軛復(fù)根時由式（15）得，由式（14）求出，然后由式（11）求出，由式（12）求出r(t),矩陣A、B、C、D的系數(shù)由前面板輸入。具體運算由公式節(jié)點編出。下面介紹一下公式節(jié)點。對于復(fù)雜的數(shù)學(xué)處理，變換形式多種多樣，LabVIEW不可能把所存的數(shù)學(xué)運算和組合方式都形成圖標(biāo)。為了解決這一問題，LabVIEW提供了一種專用于處理數(shù)學(xué)公式編程的特殊結(jié)構(gòu)形式，稱為公式節(jié)點。在公式節(jié)點框架內(nèi)，Lab

32、VIEW允許用戶像書寫數(shù)學(xué)公式或方程式一樣直接編寫數(shù)學(xué)處理節(jié)點，形式與標(biāo)準(zhǔn)C語言類似。2）相等實根當(dāng)a1I=a2I=0時，進(jìn)入case1結(jié)構(gòu)的false界面，然后進(jìn)行判斷，如果a1R=a2R,則進(jìn)入case2結(jié)構(gòu)的true循環(huán)。 圖 24 相等實根時首先由式（16）得，與共軛復(fù)根算法相同求出和r(t)。3）不相等實根當(dāng)a1Ra2R時，則進(jìn)入case2結(jié)構(gòu)的false循環(huán)。 圖25 不相等實根時由式（16）得， 同理求出和r(t)。因為LabVIEW無法對變量進(jìn)行求值運算，所以求解過程中含變量t的運算，都要先將它們當(dāng)作常量代入公式推導(dǎo)到最后一步實現(xiàn)，在用積分公式節(jié)點對t進(jìn)行運算。圖（26）為積分

33、公式節(jié)點。 圖26 積分公式節(jié)點start和end端口為積分區(qū)間，formula端口為輸入的公式。Integral of Y端口為積分結(jié)果。圖27 狀態(tài)方程的求解主面板十三、虛擬小波消噪儀的設(shè)計目的：1、學(xué)習(xí)LabVIEW的基本知識及操作。2、掌握小波消噪的方法3、設(shè)計虛擬小波消噪儀的設(shè)計實現(xiàn)小波消噪處理 內(nèi)容：1. 利用LabVIEW自己動手設(shè)計2.記錄實驗結(jié)果,寫入實驗報告原理：1 小波多分辨率分析理論設(shè)()是平方可積函數(shù),記作()L (),()是基本小波函數(shù)。則W(,)= a>0=(),()(1) (1)被稱為()的連續(xù)小波變換。其中>0是尺度因子;是位移,其值可正可負(fù);符號

34、<>代表內(nèi)積:(),()=() (),上標(biāo)*代表取共軛; () = 。式(1)等效的頻域表示為WT（，） (2)從式(1)、式(2)可以看出,當(dāng)值小時,時軸上觀察范圍小,而在頻域上相當(dāng)于在較高頻率作分辨率較高的分析;當(dāng)值較大時,時軸上觀察范圍大,而在頻域上相當(dāng)于在較低頻率作分辨率較低的分析。但在各分析頻段內(nèi)分析的品質(zhì)因數(shù)卻保持不變。由粗及精對事物的逐級分析稱為多分辨率分析,它是小波變換聯(lián)系工程應(yīng)用的重要方法。在二分情況下,從平方可積的函數(shù)空間分解概念出發(fā),在小波變換與多分辨分析之間建立起聯(lián)系。把平方可積的函數(shù)()L ()看成是某一逐級逼近的極限情況,每級逼近都是用某一低通平滑函數(shù)(

35、)對()作平滑的結(jié)果,只是逐級逼近時平滑函數(shù)()也作逐級伸縮。這也就是用不同分辨率來逐級逼近待分析函數(shù)()。利用小波多分辨率分析對信號進(jìn)行消噪小波變換是線性變換,因此當(dāng)信號由原始信號和噪聲線性組合而成時,信號的小波變換由原始信號的小波變換和噪聲的小波變換相加組成。如果噪聲是白噪,隨著小波尺度加大,它的極大點會顯著減少。而且由于白噪的均勻指數(shù)為-1/2-(>),因此其小波變換的幅度隨的增大而減小,這樣,在大尺度下剩余的極大值將主要是屬于信號的。以此為基礎(chǔ),可以采用由粗及精的策略,跟蹤各尺度下的小波變換極大值,找出屬于信號的部分,并將屬于噪聲的部分去除。2 噪聲在小波分解下的特性一個含噪聲的

36、一維信號的模型可以表示成如下的形式:()=()+(),=0,1,.,-1式中,()為原始信號,()為噪聲,()為含噪聲的信號。在實際工程中,有用信號通常表現(xiàn)為低頻信號或是一些比較平穩(wěn)的信號,而噪聲信號則通常表現(xiàn)為高頻信號。噪聲信號有3個主要特征,即相關(guān)性、頻譜和頻率分布,它的高頻部分影響的是小波分解的高頻第一層,低頻部分影響的是小波分解的最深層及其低頻層。當(dāng)通過濾波器將有色噪聲引入后,該信號就不是白噪聲了。一維信號的消噪過程可分為3個步驟進(jìn)行: 1) 一維信號的小波分解。選擇一個小波并確定一個小波分解的階次，然后對信號進(jìn)行層小波分解。圖1為進(jìn)行3層分解的示意圖,噪聲部分通常包含在1,2,3中。

37、2) 小波分解高頻系數(shù)的閾值量化。對第1層到第層的每一層高頻系數(shù),選擇一個閾值進(jìn)行軟閾值量化處理。3) 一維小波的重構(gòu)。根據(jù)小波分解的第層的低頻系數(shù),和經(jīng)過量化處理后的第1層到第層的高頻系數(shù),進(jìn)行一維信號的小波重構(gòu)。在這3個步驟中,最關(guān)鍵的就是如何選取閾值,和如何進(jìn)行閾值的量化,從某種程度上說,它直接關(guān)系到信號消噪的質(zhì)量。3 小波消噪在MATLAB中的實現(xiàn)MATLAB是近年來國內(nèi)外廣泛流行的一種可視化科學(xué)計算軟件，其語法結(jié)構(gòu)并具有極強的數(shù)值計算、圖像處理、數(shù)據(jù)分析、圖形繪制等功能，因而倍受數(shù)據(jù)處理和圖形圖像生成等非專業(yè)計算機編程人員的青睞。MATLAB的意思是矩陣實驗室，MATLAB語言在矩陣

38、運算和數(shù)值計算等方面，具有強大的功能，非常直觀、簡潔、且效率高，交互性好，因而它在科學(xué)與工程計算方面的優(yōu)勢是顯而易見的。它即可以作為一種功能強大的“計算器”，又可以作為一個計算工具在其它應(yīng)用程序中調(diào)用.虛擬小波消噪儀設(shè)計與實現(xiàn)虛擬小波消噪儀的軟件設(shè)計包括軟面板設(shè)計、小波消噪在MATLAB中的實現(xiàn)與MATLAB接口的設(shè)計及數(shù)據(jù)流程設(shè)計三部分.1） 虛擬小波消噪儀設(shè)計原理在信號的采集、傳輸與處理過程中，由于外界或電路內(nèi)部因素干擾,使得信號被噪聲污染，所處理的信號中夾雜著一些無用的噪聲信號，將噪聲從所處理的信號中消除稱為信號的消噪，應(yīng)用小波進(jìn)行信號消噪處理是小波分析的一個重要應(yīng)用之一。虛擬小波消噪儀

39、的設(shè)計思路其原理框圖如下圖所示。 圖4.1 虛擬小波消噪儀原理框圖盡管LabVIEW中提供了一些信息處理功能函數(shù)，但功能有限。而MATLAB軟件特別擅長數(shù)值分析和處理，所以在LabVIEW中調(diào)用它的話，不失為一種較好的解決方法。即MATLAB Script節(jié)點方式。通過這種方式，用戶可以在LabVIEW中使用MATLAB強大的數(shù)值運算功能。MATLAB Script節(jié)點使得用戶既可以將M程序?qū)氲搅鞒虉D中，又可以在流程圖中根據(jù)MATLAB程序的語法編輯M程序。在LabVIEW中選擇該節(jié)點的操作為：Functions>>Mathematics>>Formula Palet

40、te在將該節(jié)點添加到流程圖中，選擇對應(yīng)的腳本服務(wù)器，即MATLAB Script。與其相關(guān)的菜單項可以將M程序?qū)氲皆摴?jié)點，并且可以給節(jié)點增加輸入輸出變量。添加節(jié)點之后，就可以按照MATLAB的語法要求在節(jié)點中編寫M程序，完成后通過單擊Export將程序保存到選定目錄中。起到在LabVIEW和MATLAB之間傳遞參數(shù)的作用。圖4.2 MATLAB Script節(jié)點舉例說明2） 虛擬小波消噪儀編程實現(xiàn)MATLAB編程軟件中豐富的小波函數(shù)庫,在LabVIEW中調(diào)用MATLAB相關(guān)的小波消噪函數(shù)對輸入信號進(jìn)行小波消噪，LabVIEW中很好的支持了這一功能。為了實現(xiàn)消噪功能，我們選取自動消噪函數(shù)wde

41、n對信號進(jìn)行消噪，這里我們選用啟發(fā)式閾值,軟閾值設(shè)置，并且不對所乘的閾值進(jìn)行調(diào)整。以用sym4小波對信號xx進(jìn)行消噪為例，具體的函數(shù)表達(dá)式為：xd=wden(xx,'heursure','s','one',x,'sym4');其中xd為消噪后的信號，x為消噪層數(shù)。為了能夠?qū)γ恳粚酉氲慕Y(jié)果進(jìn)行對比來選取最佳的消噪層數(shù)，我們在MATLAB中調(diào)用了一個顯示程序，具體顯示窗口見下圖。運行結(jié)果如圖4.12所示，圖中左半部分是含噪信號波形及使用小波對信號進(jìn)行分解后每一層低頻部分的波形，而右半部分是含噪信號波形及使用小波對信號進(jìn)行分解后每一層

42、高頻部分的波形。從圖中可以得出結(jié)論，選擇小波消噪層數(shù)的多少與消噪質(zhì)量密切相關(guān)，消噪層數(shù)過少影響消噪效果，而消噪層數(shù)過多，又會使信號產(chǎn)生失真，所以，我們設(shè)計了一個節(jié)點程序來比較消噪效果，具體框圖見下圖。該程序完成的是對消噪后均方誤差的計算，面板上對應(yīng)的顯示控件為3）虛擬小波消噪儀軟面板虛擬小波消噪儀前面板由四個子面板構(gòu)成Signal Generation：單擊信號選擇控件，選擇仿真正弦信號、疊加信號、矩形脈沖信號或單邊指數(shù)信號，并可對頻率、帶寬等信號參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該子面板還提供兩種白噪聲(高斯白噪聲和均勻白噪聲)，噪聲級別也可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。Noise Processing：在此面板中可以對小波和濾

43、波器進(jìn)行選擇并可對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 其中小波控件部分包括對小波及消噪層數(shù)的選擇，而濾波器控件則提供了對濾波器類型的選擇并可對各種類型濾波器通帶、阻帶及階數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這里提供兩個小波系的四種小波以供選擇，而在濾波器選擇方面給出了巴特沃斯和切比雪夫兩種濾波器。Waveform Display：原始信號的時域波形、頻域波形、信號加噪聲后的波形、使用小波進(jìn)行消噪后的波形及濾波器進(jìn)行消噪后的波形及濾波器的幅度響應(yīng)將在此面板中進(jìn)行顯示。程序運行后，調(diào)用MATLAB工具箱中的小波函數(shù)對含高頻的正弦信號進(jìn)行提取處理，即時信號波形、濾波器進(jìn)行消噪的波形、小波消噪后的波形將在同時同步進(jìn)行顯示，以便于對輸出結(jié)果進(jìn)

44、行比較。小波消噪儀的儀器面板及框圖如下：4） 儀器測試結(jié)果與分析對矩形脈沖信號消噪后結(jié)果 含噪信號波形 小波消噪后的波形 可以看出，濾波器對信號消噪突變部分的消噪質(zhì)量尤為低劣，原因是小波是把確認(rèn)為是信號突變部分的附近各點予以保留。突變部分與噪聲的顯著區(qū)別突變部分有較大的能量和范圍，在平滑濾波的作用下，它不會像噪聲那樣消失，而表現(xiàn)為模糊化，而小波變換的值在突變處表現(xiàn)為明顯的峰值，可與噪聲區(qū)別開來，所以經(jīng)過重構(gòu)后就可以恢復(fù)去除噪聲后的原始信號。這樣便得到很好的濾噪效果。十四 虛擬模糊熱點溫度分析儀設(shè)計虛擬模糊熱點溫度分析儀是用于對電力變壓器的熱點溫度進(jìn)行在線監(jiān)測，以確保用電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。在實

45、際測量過程中，通常要采用溫度傳感器（如鉑熱電阻、熒光光纖測溫傳感器等）對變壓器熱點溫度進(jìn)行在線監(jiān)測，然后通過信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的電壓信號。數(shù)據(jù)采集卡將信號采集到計算機中進(jìn)行數(shù)值符號轉(zhuǎn)換，并且給出最終的擬人類語言符號輸出。在本列中溫度信號采用labview中的隨機數(shù)發(fā)生器，僅是作為傳統(tǒng)測量結(jié)果的一種模擬。1 功能描述l 能對20 ，140 攝氏度范圍內(nèi)的溫度實時監(jiān)測顯示。l 可供用戶選擇隸屬函數(shù)有如下幾種：梯形（trapmf）、高斯形（gaussmf）、廣義鐘形（gbellmf）、三角形（trimf）l 在20，140 攝氏度論域上允許用戶定義模糊集合個數(shù)可以是x個，其中，x3，4，5，與此

46、對應(yīng)的熱點溫度狀態(tài)的語言描述如下：“低” 、“正?！?、“高”“低” 、“正?！?、“偏高” 、“高”“低” 、“正?！?、“偏高” 、“高” 、“非常高”l 隸屬函數(shù)每個參數(shù)的值可以自行設(shè)定。l 能對20，140攝氏度范圍內(nèi)的熱點溫度，根據(jù)前面的設(shè)置自動給出相應(yīng)的語言描述。l 能夠打印所設(shè)置的隸屬函數(shù)的圖形。l 當(dāng)熱點溫度超過140攝氏度時能夠報警提示。2 實現(xiàn)原理本列中，模糊推理部分是通過調(diào)用matlab程序來實現(xiàn)的。Matlab程序是自己編寫的一個m函數(shù)文件，用于實現(xiàn)與labveiw的連接與建立模糊推理系統(tǒng)。因此，運行前，用戶的計算機上必須安裝matlab軟件（5.0版本以上），并且安裝

47、時要選擇模糊系統(tǒng)工具箱（Fuzzy Toolbox）。1. 隸屬函數(shù)的生成函數(shù)本分析儀所需的各種隸屬函數(shù)均采用matlab軟件中模糊系統(tǒng)工具箱的一些功能函數(shù)來實現(xiàn)。前面已經(jīng)介紹了隸屬函數(shù)的生成方法，這里就不介紹了。2. 模糊系統(tǒng)的建立及測量過程1) 模糊系統(tǒng)的建立 建立模糊系統(tǒng)的工作流程如下圖：設(shè)置隸屬函數(shù)參數(shù)，及其其它一些參數(shù)啟動labview程序 Matlab Script選擇隸屬函數(shù)類型Matlab(模糊系統(tǒng))選擇模糊集合數(shù)模糊系統(tǒng)的建立從圖中可見，啟動labview程序后，用戶將擬選用的隸屬函數(shù)類型、模糊子集的個數(shù)以及對應(yīng)的隸屬函數(shù)的參數(shù)和其它的參數(shù)確定后，通過接口程序?qū)⑦@些信息傳遞到

48、matlab的工作空間（workspace）中去。然后，labview繼續(xù)通過程序接口調(diào)用相應(yīng)的matlab程序生成符合要求的模糊系統(tǒng)，構(gòu)造模糊系統(tǒng)時用到的信息就是存儲在matlab工作空間的信息。2) 模糊測量過程 在生成相應(yīng)的模糊系統(tǒng)之后，就可以執(zhí)行擬人類的模糊測量過程。對于實際測量過程來講，熱點的測量溫度值應(yīng)該通過數(shù)據(jù)采集電路送入計算機，本列的主要目的是闡明模糊測量的原理，所以，對如何通過硬件采集信號就不加論述。因此溫度信號值通過labview中的隨機數(shù)發(fā)生器通過傳遞到matlab script節(jié)點之后，緊接著就繼續(xù)調(diào)用相應(yīng)的matlab程序（模糊系統(tǒng)）進(jìn)行模糊測量，并且要件要將熱點溫度

49、的測量結(jié)果通過matlab script節(jié)點反饋到labview，同時，能把測量數(shù)值結(jié)果用labview中的示波器來顯示，整個過程如下圖。Matab script模糊系統(tǒng)matlabLabview示波器熱點溫度值labview熱點溫度狀態(tài)labviewMatlab script實現(xiàn)上述過程，要用到一個matlab程序lmeasure.m 自行開發(fā)的matlab函數(shù)，用于根據(jù)用戶的選擇建立模糊系統(tǒng)，并且可以完成模糊，畫出隸屬函數(shù)的圖形。其原代碼將在下一章給出。3. 模糊推理的實現(xiàn)與最大隸屬度的求取本模糊系統(tǒng)是利用前面用戶自己建立的模糊集合數(shù)，隸屬函數(shù)的類型，隸屬函數(shù)的參數(shù)，然后根據(jù)溫度值，求出溫

50、度值屬于各個模糊集合的隸屬度，求出其中的最大者，哪個最大則其屬于哪個模糊集合，從已定義好的擬人類語言輸出集合中找到對應(yīng)的語言輸出值。3 程序流程圖開始退出退出labview 是 測量/退出 否 是退出測量 否參數(shù)設(shè)置完成 否 是傳遞參數(shù)Matlab節(jié)點根據(jù)輸出結(jié)果設(shè)置T1、T2、T3、T4的值顯示結(jié)果4 設(shè)計過程1.首先將所有程序框圖代碼置于一個大的while循環(huán)之內(nèi)，當(dāng)循環(huán)次數(shù)不能確定時，就需要用到while循環(huán)，相當(dāng)于c語言中的while循環(huán)和do循環(huán)。最基本的while循環(huán)由循環(huán)框架（loop frame）、重復(fù)端口（iteration Terminal）以及條件端（conditional Termianal）組成。重復(fù)端口是記錄了循環(huán)的次數(shù)，條件端口主要控制循環(huán)是否執(zhí)行，每次循環(huán)結(jié)束時，條件端口便會檢測通過連線輸入的布爾值，我這里設(shè)計的while循環(huán)是當(dāng)為真值知停止執(zhí)行，默認(rèn)情況下是當(dāng)為假時停止。由前面板中的測量-退出按鈕來控制，當(dāng)撥到測量端時，則不停的執(zhí)行測量過程，當(dāng)點一下退出時，則退出測量過程，同時還用這個按鈕去控制一個stop節(jié)點停止執(zhí)行程序。整體程序框圖和前面板如下圖所示：前面板程序框圖2.首先程序?qū)?zhí)行參設(shè)置過程，等待用戶去設(shè)置參數(shù)，直到用