虛擬儀器課程任務(wù)2018

1、個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用08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： 9周 10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）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；2虛擬頻譜儀 <1 人）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

2、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；3虛擬掃頻儀設(shè)計 <1 人）要求能進行幅頻、相頻特性分析。信號可以模擬產(chǎn)生或通過硬件輸入。4虛擬數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)計 <1 人）可回放記錄數(shù)據(jù)的圖形，回放速度可調(diào)；連續(xù)、定時采集和存儲一個電壓信號；數(shù)據(jù)來源有兩種：經(jīng)過 DAQ數(shù)據(jù)采集卡；經(jīng)過串行口。1 / 6個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用5通用串口調(diào)試工具設(shè)計 <1 人）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)置COM口、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位等。6交流信號的虛擬儀器測量 <1

3、人）通過 DAQ卡或虛擬信號發(fā)生器產(chǎn)生交流電壓、電流信號；測量交流電壓、電流信號的有效值或幅值、頻率、相位差等；計算一個周期<或若干個整周期）的平均功率，即有功功率；同時計算視在功率、無功功率、功率因數(shù)等；首先，應(yīng)當(dāng)在環(huán)境下<不經(jīng)過數(shù)據(jù)采集，使用仿真信號源）檢查算法的效果。7網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器設(shè)計 <1 人）建立一個虛擬波形發(fā)生器或其它虛擬儀器面板；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；8基于聲卡的虛擬儀器設(shè)計 <1 人）可測試信號、頻譜；可回放記錄數(shù)據(jù)的圖形，回放速度可調(diào)；產(chǎn)生多種信

4、號，頻率幅值可調(diào)。9通用虛擬濾波器設(shè)計 。<1 人）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，能進行高通、低通、帶通及帶阻濾波；分析各種數(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。2 / 6個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用10虛擬數(shù)字電壓表設(shè)計 。 <1 人）實現(xiàn)電壓數(shù)字顯示，通道配置與選擇；實現(xiàn)交、直流選擇，采樣頻率，采樣點數(shù)設(shè)置；直流檔顯示直流電壓，交流檔顯示有效值，平均值和峰值；應(yīng)用 DAQ卡獲取電壓信號，或產(chǎn)生模擬信號，分別進行交直流電壓測量；11虛擬溫度測控系統(tǒng)設(shè)計 。<2 人）參考“溫度流量控制實驗平臺”，根據(jù)溫度控制原理進行系統(tǒng)設(shè)計；應(yīng)用 DA

5、Q卡獲取溫度信號；設(shè)計溫度控制算法，實現(xiàn)溫度精確控制；分析引起溫度測量與控制誤差的因素、及改進策略。12虛擬振動測試系統(tǒng)設(shè)計 。<1 人）參考“ CSY-XS 傳感器與檢測技術(shù)實驗儀用戶手冊”，根據(jù)振動測量原理進行系統(tǒng)設(shè)計；應(yīng)用 DAQ卡獲取實驗臺振動信號；設(shè)計振動分析儀，分析振動梁的幅頻特性，獲得振動加速度、速度和振幅；測試振動梁的振動頻率和固有頻率。13虛擬電機轉(zhuǎn)速測控系統(tǒng)設(shè)計。 <1 人）根據(jù)電機轉(zhuǎn)速控制原理進行系統(tǒng)設(shè)計；應(yīng)用 DAQ卡獲取電機轉(zhuǎn)速信號；設(shè)計電機轉(zhuǎn)速控制算法，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速精確控制；分析引起轉(zhuǎn)速測量與控制誤差的因素、及改進策略。14基于虛擬網(wǎng)路的液位測控系統(tǒng)設(shè)計。&

6、lt;2 人）應(yīng)用 CFP-2120 獲取水箱液位信號；設(shè)計液位控制算法，實現(xiàn)液位精確控制；實現(xiàn)液位的遠(yuǎn)程監(jiān)控。15虛擬壓力測控系統(tǒng)設(shè)計 。<2 人）應(yīng)用 CFP-2120 獲取壓力信號；設(shè)計壓力控制算法，實現(xiàn)壓力精確控制；分析引起壓力測量與控制誤差的因素、及改進策略。16虛擬流量測控系統(tǒng)設(shè)計 。<2 人）應(yīng)用 CFP-2120 獲取流量信號；3 / 6個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用設(shè)計流量控制算法，實現(xiàn)流量精確控制；分析引起流量測量與控制誤差的因素、及改進策略。17步進電機變頻調(diào)速及角度和方向控制設(shè)計。 <1 人）應(yīng)用 DAQ卡的 DIO 信號；控制步進電動機變頻調(diào)速和方向和角度

7、。18直流電動機變頻調(diào)速及方向控制設(shè)計。<1 人）應(yīng)用 DAQ卡的 DIO 及 AO信號；控制直流電動機變頻調(diào)速和方向。19直流動機閉環(huán)調(diào)速控制設(shè)計。 <1 人）應(yīng)用 DAQ卡的 DIO 及 AO信號；掌握 PID 控制規(guī)律及算法控制直流電動機變頻調(diào)速和方向。20應(yīng)變測試系統(tǒng)設(shè)計 。 <1 人）參考“ CSY-XS 傳感器與檢測技術(shù)實驗儀用戶手冊”，根據(jù)應(yīng)變測量原理進行系統(tǒng)設(shè)計；應(yīng)用 DAQ卡獲取應(yīng)變測量信號；對應(yīng)變單臂、半橋、全橋特性進行實驗研究，并進行分析比較；實驗研究溫度對應(yīng)變測量的影響，顯示和分析實驗結(jié)果。21差動變壓器性能實驗與位移測試。 <1 人）參考“ C

8、SY-XS 傳感器與檢測技術(shù)實驗儀用戶手冊”，根據(jù)差動變壓器原理進行系統(tǒng)設(shè)計；應(yīng)用 DAQ卡獲取應(yīng)變測量信號；實驗研究差動變壓器特性、激勵頻率對其特性的影響，顯示和分析實驗結(jié)果；對差動變壓器的零點殘余電壓進行補償，并進行位移測量，顯示和分析實驗結(jié)果。22通用音樂播放器的虛擬儀器設(shè)計。<1 人）要求能播放多種格式的音樂文件；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。23.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。<2 人）4 / 6個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用應(yīng)用 DAQ卡的 DIO 及 AO信號；根據(jù)位置反饋信號，來調(diào)節(jié)步進電動

9、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。b5E2RGbCAP24.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。<2 人）應(yīng)用 DAQ卡的 AI 及 AO信號；根據(jù)位置反饋信號，來調(diào)節(jié)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)為直線位移的位置測量與控制。p1EanqFDPw25. 虛擬電子秤設(shè)計。 <1 人）參考“ CSY-XS 傳感器與檢測技術(shù)實驗儀用戶手冊”，設(shè)計基于應(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)的低通濾波，應(yīng)用編寫的電子

10、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；DXDiTa9E3d模擬實際電子稱稱小于200g 的重物，并輸入品名及單價，在顯示器上顯示品名、單價、重量及金額。26其它征得老師同意的自選方案。二、設(shè)計要求自覺遵守實驗室各項規(guī)章制度；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. 實驗成績 :<占 40%）2. 課程設(shè)計 :<占 40%）3. 考勤 :<20% ）四、參考資料：1. 黃松嶺 . 虛擬儀器設(shè)計基礎(chǔ)教程 , 清華大學(xué)出版社 , 20082.侯國屏 . LabVIEW 7.1 編程與虛擬儀器設(shè)計,清華大學(xué)出版社, 20053. 石博強 . labview6.1 編程技術(shù)實用教程 . 中國鐵道出版社， 20024. 楊樂平 . labview 高級程序設(shè)計 . 清華大學(xué)出版社， 20035 / 6個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用五、時間安排課程設(shè)計地點：民主樓136、 135、 132第八周1-2節(jié)3-4節(jié)5-6節(jié)7-8節(jié)星期五測控 01-1選題測控 01-2選題測控 02-1選題測控 02-2選題第九周1-2節(jié)3-4節(jié)5-6節(jié)7-8節(jié)星期一測控 01-2測控 01-1星期三測控 0102測控 02