4.1213級虛擬儀器課程設(shè)計報告任務(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)教師同意的其它題目進展設(shè)計。1虛擬相位差計1人135、136l 設(shè)計一個雙路正弦波發(fā)生器，其頻率和相位差可調(diào)；l 采用過零法、FFT頻譜分析法和相關(guān)法設(shè)計一個相位計；l 仿真分析不同方法的優(yōu)缺點及各自實用條件；l 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：l 不經(jīng)過數(shù)據(jù)采集的仿真；l 經(jīng)過數(shù)據(jù)采集。1322通用串口調(diào)試工具設(shè)計1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)置口、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、

2、停頓位等。3.虛擬頻譜儀1人135、136l 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；l 設(shè)計頻譜分析儀，對正弦波、方波、三角波信號進展頻譜分析；l 產(chǎn)生疊加諧波，并分析疊加諧波的周期信號的頻譜分析。l 非周期信號的頻譜分析。分兩種情況測量：l 不經(jīng)過數(shù)據(jù)采集的仿真；l 經(jīng)過數(shù)據(jù)采集。1324網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器設(shè)計1人135、136l 建立一個虛擬波形發(fā)生器或其它虛擬儀器面板；l 采用B/S模式實現(xiàn)儀器的網(wǎng)絡(luò)化控制。l 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、136l 可測試信號、頻譜；l 可回放記錄數(shù)據(jù)的

3、圖形，回放速度可調(diào)；l 產(chǎn)生多種信號，頻率幅值可調(diào)。6通用虛擬濾波器設(shè)計1人135、136l 建立一個虛擬波形發(fā)生器，要求信號頻率連續(xù)可調(diào)；l 設(shè)計通用濾波器，能進展高通、低通、帶通及帶阻濾波；l 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。7Apple Watch仿真設(shè)計1人135、136l 設(shè)計Apple Watch界面，顯示時間；l 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)子界面及功能程序設(shè)計。8模擬汽車儀表盤的設(shè)計1人135、136l 模擬汽車控制面板，可以對顯示面板中的參量進展控制；l 控制面板上帶有車速表，里程表，轉(zhuǎn)速表，燃油表初始油量設(shè)

4、為300升，當(dāng)油量低于30升時，油量指示器閃爍報警；l 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)中的計算器設(shè)計一個基于LabVIEW的計算器。10.自動售貨機1人135、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)購置一定數(shù)目的貨物以后，在取物口取出商品，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L1、L2指示燈，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤時，會根據(jù)提前設(shè)定方式進展報警輸出。自動售貨機界面請參見自動售貨機示意圖。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

5、RS232l 參考“鍋爐溫度控制實驗平臺，根據(jù)溫度控制原理進展系統(tǒng)設(shè)計；l 采用標準MODBUS RTU通訊協(xié)議通過計算機的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響信號；l 用LabVIEW軟件設(shè)計實時控制監(jiān)視界面和控制算法，并通過RS232串行接口將控制信號輸入儀表實現(xiàn)鍋爐溫度的控制；l 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。1人NI ELVIS132l 參考“Quanser直流電機使用說明書，采用NI ELVIS 實驗平臺，對電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)進展設(shè)計；l 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；

6、l 設(shè)計一個基于NI ELVIS 實驗平臺的電機轉(zhuǎn)速及角度控制算法，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速及角度的準確控制；l 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 myDAQ132l 參考“智能PID調(diào)節(jié)器使用說明書，采用myDAQ卡，根據(jù)智能PID調(diào)節(jié)器工作原理進展系統(tǒng)設(shè)計；l 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、定時檢測、顯示、報警等；l 掌握PID控制規(guī)律及算法，應(yīng)用myDAQ卡的AO口實現(xiàn)數(shù)字PID控制。14.一階倒立擺平衡控制的設(shè)計。1人NI ELVIS132l 參考“Quanser倒

7、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展系統(tǒng)設(shè)計；l 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；l 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；l 分析引起擺臂震蕩和編碼器線纜和倒立擺臂出現(xiàn)纏繞的原因，提出改進的策略。15步進電機變頻調(diào)速及角度和方向控制設(shè)計。1人myDAQ132l 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展系統(tǒng)設(shè)計；l 應(yīng)用myDAQ卡的DI口及AI口獲取測量信號；l 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。1人myDAQ132l 參考“直流電機使用說明書，采用

8、myDAQ卡，根據(jù)直流電機控制原理進展系統(tǒng)設(shè)計；l 應(yīng)用myDAQ卡的DIO口及AIO口獲取測量信號并輸出控制信號；l 掌握PID控制規(guī)律及算法l 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。1人myDAQ132l 要求用myDAQ播放多種格式的音樂文件；l 具有選擇播放文件的功能，聲音大小可調(diào)；l 能錄音，并進展回復(fù)，任意設(shè)置播放位置；l 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。1人DAQ卡132l 參考“機電實驗平臺，設(shè)計位置測量與控制系統(tǒng)；l 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AO輸出口控制步進電動機

9、速度與方向；l 根據(jù)位置反響信號，來調(diào)節(jié)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。1人myDAQ132l 參考“機電實驗平臺，設(shè)計步進電動機角位移的位置測量與控制系統(tǒng)；l 應(yīng)用myDAQ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AO輸出口控制步進電動機速度與方向；l 根據(jù)位置反響信號，來調(diào)節(jié)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。1人DAQ卡132l 參考“機電實驗平臺，設(shè)計直流電

10、動機角位移的位置測量與控制系統(tǒng)；l 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AO輸出口控制直流電動機速度與方向；l 根據(jù)位置反響信號，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。21. 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。1人myDAQ132l 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)；l 應(yīng)用myDAQ卡的AI口采集直線位移的位置信號，通過myDAQ卡的AO輸出口控制直流電動機速度與方向；l 根據(jù)位置反響信號，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

11、量與控制。22. 虛擬電子秤設(shè)計。1人DAQ卡132l 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；l 利用DAQ MA*配置PCI-6024E卡；l 完成電子秤虛擬儀器的標定程序、測量程序設(shè)計；l 進展測量數(shù)據(jù)的低通濾波，應(yīng)用編寫的電子秤VI進展重量測量，記錄數(shù)據(jù)并與實際值進展比較。簡要分析引起測量誤差的原因；l 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。23. 虛擬電子秤設(shè)計。1人myDAQ132l 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

12、虛擬電子秤的系統(tǒng)電路；l 應(yīng)用myDAQ卡的AI口采集信號；l 完成電子秤虛擬儀器的標定程序、測量程序設(shè)計；l 進展測量數(shù)據(jù)的低通濾波，應(yīng)用編寫的電子秤VI進展重量測量，記錄數(shù)據(jù)并與實際值進展比較。簡要分析引起測量誤差的原因；l 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。24.基于LabVIEW的便攜式按鍵鋼琴myDAQ132l 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端口放大輸出。程序過設(shè)置不同的諧波組合可以最終混合出不同樂器的音色。25洗衣機自動控制系

13、統(tǒng)設(shè)計135、136l 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。l 要求用軟件模擬洗衣機的自動控制過程，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。洗衣機自動控制示意圖26大型停車場監(jiān)控及收費管理系統(tǒng)135、136l *大型停車場共有300個停車位，出入控制口各2個；l 按泊松分布模擬車輛到達和離開，并進展動畫顯示；l 建立車輛收費管理系統(tǒng)，根據(jù)車輛類型VIP、臨時等進展計時收費；l 能根據(jù)卡號和車輛

14、號查詢車輛收費信息，假設(shè)干天前或在存信息；l 動態(tài)顯示停車場占用情況，并提示空車位信息。27基于myRIO的遠程監(jiān)控系統(tǒng)135l 參考?NI myRIO入門指南?，學(xué)會使用myRIO進展圖像采集。l 應(yīng)用myRIO的wifi模塊連接電腦端進展遠程通信。l 將myRIO采集的圖像傳到電腦端實現(xiàn)遠程監(jiān)控。l 擴展：學(xué)習(xí)LabVIEW中圖像處理容容，對傳回的圖像進展處理，實現(xiàn)監(jiān)控報警等功能。28基于myRIO的遠程溫控系統(tǒng)135l 參考?NI myRIO入門指南?，學(xué)會使用myRIO，根據(jù)溫度控制原理進展系統(tǒng)設(shè)計。l應(yīng)用myRIO卡的DIO口及AIO口獲取測量信號并輸出控制信號。l通過wifi模塊將

15、控制系統(tǒng)信息控制參數(shù)，當(dāng)前溫度，設(shè)定溫度等，上下限報警傳回上位機PC監(jiān)控l 并能夠進展遠程參數(shù)設(shè)定和監(jiān)控。l 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、136l 熟悉LabVIEW的圖像處理模塊，根據(jù)人臉識別原理進展系統(tǒng)設(shè)計。l 通過LabVIEW翻開電腦攝像頭進展圖像采集，進展人臉識別。30基于myRIO智能循跡小車的設(shè)計135l 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。l 自主制作小車跑道。背景為白色，跑道為黑色，可使用黑

16、色膠帶貼出或黑色油筆繪出。l 編寫程序使小車自主識別黑色跑道并可循環(huán)跑完假設(shè)干圈。l 使用PD算法是小車行駛平穩(wěn)。l 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。31LabVIEW考試系統(tǒng)設(shè)計135、136l 今年熊教師的虛擬儀器課程考試參加了選擇題的容，試用LabVIEW為熊教師設(shè)計一個考試軟件，讓學(xué)生能夠在軟件上進展選擇題考試，l 該系統(tǒng)能實現(xiàn)自動閱卷得出成績，并把學(xué)生的答錯的題標出，給出正確答案及解釋l 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、136l 設(shè)計24點游戲的LabVIEW程序；l 隨機生成4個牌。以每牌的標簽為變量，

17、輸入計算表達式。l 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"我不會"時，給出正解。l 每次洗牌后，計時。 點擊按鍵"再來一次"，清空計時，洗牌。33時間規(guī)劃表軟件設(shè)計135

18、、136l 集合課程表、日程表、備忘提醒以及日志功能。l 結(jié)合中南大學(xué)校歷，提示第幾周，節(jié)假日等。l 用戶可自定義本學(xué)期課表，提醒用戶按時上課。l 用戶可自定義日程表，系統(tǒng)按時提醒。l 日志，用戶可添加當(dāng)前日期的日志。34其它征得教師同意的自選方案。二、設(shè)計要求1. 自覺遵守實驗室各項規(guī)章制度；2. 認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局部組成：1. 設(shè)計成績:占40%2. 課程設(shè)計報告:占40%3. 考勤:20%四、參考資料：1. 黃松嶺. ?虛擬儀器設(shè)計根底教程?, 清華大學(xué), 20212. 侯國屏. ?LabVIEW 7.1編程與虛擬儀器設(shè)計?, 清華大

19、學(xué), 20053. 石博強. ?labview6.1編程技術(shù)實用教程?. 中國鐵道，20024. 樂平. ?labview高級程序設(shè)計?. 清華大學(xué)，2003五、時間安排課程設(shè)計地點時間：樓132、135、136硬件設(shè)計在樓132測控13級虛擬儀器課程設(shè)計設(shè)計時間安排：第七周1-2節(jié) 3-4節(jié)5-8節(jié)9-12節(jié)星期一測控01、02、03選題第七周1-4節(jié)5-8節(jié)星期二星期三星期四星期五第八周 1-4節(jié)5-8節(jié)星期二星期三星期四星期五第九周1-4節(jié)5-8節(jié)星期二星期三星期四第十周1-4節(jié)5-8節(jié)星期二星期三星期四星期五第十一周1-4節(jié)5-8節(jié)星期二星期三星期四星期五第十二周1-4節(jié)5-8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、13612通用串口調(diào)試工具設(shè)計1人135、13613.虛擬頻譜儀1人135、13614網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器設(shè)計1人135、13625基于聲卡的虛擬儀器設(shè)計1人135、13626通用虛擬濾波器設(shè)計1人135、13627Apple Watch仿真設(shè)計1人135、13628模擬汽車儀表盤的設(shè)計1人135、13629. 計算器設(shè)計1人135、136210.自動售貨機1人135、13631