袁素梅[1]2008年在《结构健康监测的数据采集与损伤识别研究》文中指出随着人们对结构安全性重视程度的提高以及各种检测、监测相关技术的发展,结构健康监测技术已经成为土木工程结构安全与防灾减灾研究的重要方向。而虚拟仪器测试系统由于其界面友好、成本低廉、操作简单、维护方便、开发周期短等特点而成为近年来结构健康监测中的研究热点。同时,鉴于目前结构损伤检测方法的不足和课题来源中提高管线结构运行安全的重要性,需要研究更安全、高效和经济的结构损伤检测方法。本文在虚拟仪器技术及计算机等设备基础上,进行了结构健康监测的数据采集与损伤识别研究,并开发了一种基于虚拟仪器的通用数据采集系统,主要研究工作如下:首先,介绍了结构健康监测的作用、意义和内容,分析了包括海底管线在内的重大工程结构健康监测技术的发展现状,简要介绍了虚拟仪器的相关知识,并且提出了本文的主要研究内容和目标。其次,采用虚拟仪器技术,研究结构健康监测系统总体方案设计,并按照监测功能、要求将其分为叁个紧密联系又互相独立的部分:传感器系统、数据采集与预处理、结构损伤识别与安全评价,共同完成数据采集、测量与损伤识别的任务。随后详细介绍系统软硬件结构和功能实现,包括选择NI的PXI体系数据采集卡及其软件平台LabVIEW作为结构健康监测数据采集系统的开发工具。同时,给出了系统的程序设计和用户界面实现。再次,发展了环境振动条件下基于小波包分解与信号平均功率的结构健康监测的损伤识别算法,并详细给出该算法及其损伤敏感特征的原理和推导过程,同时研究验证该方法的有效性。为实现数据采集系统的损伤识别功能提供了理论支持。最后,将系统用于实验室超高层结构模型试验及安全评价的数据采集,基本实现结构振动响应的自动化采集、处理和显示等功能,并能有效识别结构失效前的严重及轻微局部损伤。结果表明,本文系统的功能和可靠性基本达到设计要求,满足实际应用需要。
贾俊[2]2008年在《基于Sagnac干涉仪光纤传感器干扰检测定位技术研究》文中提出Sagnac干涉型光纤传感器是光纤传感器中光相位调制型传感器,多用于物理旋转状态的测量,也用于时变信号的测量。基于Sagnac干涉仪设计的光纤陀螺仪已被广泛应用于军事及商业上。基于Sagnac干涉仪的光纤传感器在长距离、小泄露管道检测定位上有其明显的优势,同时也可应用在光纤围栏报警系统中,具有简单高效、安装便捷、维护简单、成本较低等优点。本文在介绍了光纤传感器理论及技术和数据采集系统知识的基础上,主要针对Sagnac干涉仪原理以及Sagnac干涉仪单点定位原理及实验进行研究,得到了一些有效的信号分析处理方法。获得的主要研究成果有:(1)研究了Sagnac干涉原理,推导出了光在折射率为n的光路中传播时,萨格纳克效应产生的相位差与旋转角速度间关系。(2)研究了基于虚拟仪器和PCI总线的数据采集系统。掌握了PCI-1714数据采集卡的使用方法,并利用LabVIEW语言进行了数据采集程序的编写。(3)进行了Sagnac干涉仪单点干扰实验研究,采集实验中的传感信号,并对所采集信号进行分析、处理,研究了其定位实现原理,并对定位误差进行分析。介绍了基于Sagnac干涉仪的传感系统在光纤围栏报警中的应用以及管道泄漏检测定位中的应用,对其存在的问题进行了分析及探讨。(4)研究了Sagnac干涉仪单点干扰实验数据的频谱处理方法。利用小波分析法获取频谱的近似部分,以获得零频点分辨率较好的频谱。(5)研究了从Sagnac干涉仪单点干扰实验数据中获取零频值的方法。提出了一种获取零频值的新方法,并进行编程实现,实现了干扰源定位的信号分析处理的关键步骤,该方法可推广到较广的应用范围。
蒋冠华[3]2008年在《基于虚拟仪器技术的互感器校验系统设计》文中研究表明电力互感器是电力系统中不可缺少的一部分,电力参数的准确、快速测量对于实现电网调度自动化、保证电网安全与经济运行具有十分重要的意义。因此互感器准确度等级的校验也成为校验行业研究的热点。随着计算机软硬件技术的快速发展,测试系统也开始向计算机方向发展。虚拟仪器技术就是现代的计算机技术、多种仪器技术及其他新技术完美结合的产物。它的特点是通过数据采集卡将测量的模拟信号转变成数字信号以后,全部用软件代替硬件来实现仪器的各种功能,是一种完全基于计算机的仪器,通过数据采集卡和LabVIEW软件开发平台,就可以在一台计算机上实现各种传统的仪器。本文互感器校验系统的设计正是基于虚拟仪器技术,以LabVIEW为主要编程语言,充分实现了“软件就是仪器”的设计思想。采用基于NI的PCI-6221数据采集卡与PC机的硬件平台,通过编程实现了数据采集、数据分析处理、参数及结果保存、描画曲线和报告生成等功能。其中数据处理部分的算法采用的是相关函数算法来实现,对采集到的信号进行相位差与比值差的计算,并根据国家互感器检定规程的误差限值,判断被校验互感器的准确度等级。测试人员只需将被校验的互感器及标准互感器连接的线路接好,通过必要的信号调理电路,接入采集卡采集数据,就可以直接利用本校验仪进行准确度的校验。本设计充分利用了计算机的软、硬件优势,实现数据的自动采集、分析和处理功能,不但可以达到与传统仪器相当的效果,而且操作更加方便灵活,并且有很强的扩展性,用户可以根据需要进行修改或增加校验仪的功能。
傅晓程[4]2007年在《虚拟技术在电工电子实验中的应用》文中研究说明本课题改善了当前传统的封闭式教学模式，对实验教学模式进行了创新。电子实验室的逐步开放，用户信息、实验数据的急速增加，海量的数据信息已经使得传统管理模式不能胜任现有的实验管理工作。因此，必须建立开放式实验室，让学生根据自己的兴趣爱好选择自己擅长的实验，反复地进行电路测试和故障查询，通过选择最佳的实验方案，采用优越的实验手段使得实验结果达到最佳。应用计算机科学、仪器技术和网络技术给电工电子实验室的发展注入活力。网络技术在仪器领域的渗透日益加深，将信息系统和测量系统通过Internet或Intranet无缝地连接起来，将现有的电子实验室建设成虚拟网络实验室，最大限度地做到资源共享。本文分析了虚拟仪器的研究和开发，给EDA实验建设提供了新的思路。本文就开发的几款电工电子学常用的虚拟仪器，并自行搭建了一些小规模的实验平台，遵循电工电子实验的教学特点，结合电工电子实验的实例，将传统仪器和虚拟仪器的优缺点进行比较，分析已开发的虚拟仪器目前存在的一些优缺点。另外，还介绍了作者参与开发的实验管理系统平台，该平台为开放式虚拟网络实验室的搭建提供了基础；在文章的最后，对虚拟网络实验的功能、结构和实验方案作了详细的分析。开放式虚拟网络实验平台正在进一步建设和完善中，目的是让学生无论位于哪个地方，只要有网络和电脑，就能进行电工电子实验。本项目涉及电工电子实验的仪器设计以及实验管理系统的应用与开发。拟解决的工程设计技术问题难度较大，工作量较大，该项目的圆满完成，为实验教学的改革提供了有益的建设性经验，研究成果在高校中有实际应用价值和推广价值。
梁皖贵[5]2007年在《基于虚拟仪器的信号设备测试系统故障检测及误差分析》文中研究指明在一切静态测量与动态测量中不可避免的都会产生测量误差,而虚拟仪器信号设备测试系统也不是理想的仪器,系统中的器件(如继电器阵列)经过长期使用后,不可避免会出现故障,这些都会影响到测试系统的正确性和精确度。因此,研究测量及测试系统的故障检测与误差分析,以有效减少故障和误差对测试结果的影响,提高测试精度成为必需。本课题是在虚拟仪器信号设备自动测试系统的研发基础上,针对此系统的故障检测与误差校准功能进行开发。首先,在自动测试系统中加入了高精度的检测信号源,并利用虚拟仪器信号设备自动测试系统本身强大的激励与测量功能,针对测试系统的开关量输出通道、模拟量输出通道及数据采集通道这些系统主要的功能模块,设计并实现了故障检测功能;其次,经分析可知,虚拟仪器的误差主要为系统误差,是以误差传递系数的形式出现的,而虚拟仪器本身的特点是“软件即仪器”,从而可通过一系列的校准测试获得虚拟仪器测试系统的误差传递系数,再由虚拟仪器灵活高效的软件功能,在对采集到的数据进行处理时使用误差传递系数对测试系统进行修正,可提高测试结果的精度。目前,该信号设备自动测试系统已经研发完毕,并于2006年9月起在广铁集团电务处现场试用。系统使用方便,工作稳定可靠。经过系统误差校准后测试精度提高至0.1%,达到了预期技术指标要求,并通过了广铁集团科委组织的科技成果鉴定。
刘改梅[6]2008年在《基于虚拟仪器的远程测试系统》文中研究说明随着计算机技术、网络技术、电子技术与仪器技术的发展及深层次的结合,虚拟仪器技术及以Internet为核心的网络化测控系统得到进一步发展,使得人们组建复杂、远程和范围较大的测试任务变得相对容易,为实现资源共享,共同完成测试任务提供了很大方便,尤其在危险的、测试人员难以进入的场地,如核爆炸现场、海底、高寒山区、管道内部等。因此,将网络技术和虚拟仪器技术相结合和组建远程虚拟测试系统就显得非常必要。基于虚拟仪器的远程测试系统是以虚拟仪器技术、Web发布技术、计算机网络技术为基础,建立的一种Internet环境下的网络测试系统。本文围绕远程虚拟测试系统的设计与实现,做了以下工作:首先,分析了网络化测试系统模型,提出了采用C/S和B/S混合模型来设计远程虚拟测试系统,并对系统中的虚拟仪器技术、远程数据采集和远程数据传输技术进行了深入的研究。然后,根据系统功能要求,设计了基于LabVIEW软件平台下的远程虚拟测试系统总体方案。并通过对现场测试服务器单元、服务器监控单元和远程用户测试单元的详细设计完成了系统的设计。同时,设计实现了基于计算机机箱周围温度和噪声测试的虚拟仪器系统。最后,通过实际测试,实现了对计算机机箱周围温度和噪声远程测试,该系统达到了预期的目标。基于虚拟仪器的远程测试系统应用计算机网络技术,虚拟仪器技术以及LabVIEW语言的特点,实现了测试系统的网络化、远程化、自动化,降低了测试系统成本,提高了测试效率,在自动控制、测控领域以及教学科研中具有广泛的应用。
刘恩华[7]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。
李婧[8]2008年在《基于LabVIEW的测控技术虚拟网络实验室的研究与构建》文中认为随着计算机技术、多媒体技术和网络技术的发展,产生了虚拟实验技术。本文首先介绍了虚拟仪器、虚拟实验室的发展和现状。其次,阐述了基于LabVIEW的测控技术网络虚拟实验平台的构建和所用到的关键性技术及实现。内容上,通过两条线索构建针对测控技术的虚拟实验室。一是按知识学习顺序来安排构建了一个基于软件与个人计算机上的基本硬件构成的可拓展式的虚拟实验平台;一是按实验项目进行整合,通过实验室现有的硬件条件,构建的综合性实验平台。重点阐述了网络虚拟实验平台构建中所涉及到数据采集技术、信号分析技术、系统响应分析技术、报表技术、远程面板技术、DataSocket技术等重要技术的实现方法。本文把振动模态分析实验平台作为综合性实验中的一个典型例子重点阐述。主要包括该平台的主要构成和设计思路、各个功能模块的设计方法与实现等。同时,对振动模态分析实验平台在学生实验中的应用,做了一系列实例分析,并分析其测量结果。最后,本文研究了基于ASP.NET动态服务器主页开发工具和ADO.NET数据存储技术。结合LabVIEW中的网络技术,实现了网络化虚拟实验网站的构建。本实验系统,针对多门机械电子与信息化的相关学科构建,合理利用现有的实验室资源,整个实验平台的构建秉承了开放性和可拓展性的原则,以学生教学为目的,充分调动学生的学习积极性和主观能动性,具有较强的实用价值。
高倩[9]2007年在《基于虚拟仪器的风洞数据采集系统软件设计》文中研究表明本课题来源于某风洞技术改造项目。提高生产率、降低运营成本是工业生产型风洞生存的重要条件。本课题旨在通过技术改造,提高该风洞的试验能力、试验精度、试验效率和自动化程度,使其具有先进的技术指标,试验质量和试验效率达到一个新的水平。同时,应用虚拟仪器技术改善系统的可靠性、可扩展性和可维护性。本设计在充分借鉴前人的研究成果和认真分析用户需求的基础上,在LabWindows/CVI7.1开发环境中,依据结构化、模块化设计思想,应用数据采集技术、风洞测控技术和网络通信技术完成了静态数据采集主模块、动态数据采集主模块和网络通信子模块等2个主模块、16个子模块的软件研究与开发工作。设计中应用多线程技术解决了数据采集和显示的同步问题,改善了系统的性能;应用可用性设计方法提高了风洞试验用户界面的可学习性、灵活性和健壮性,界面操作方便、效率高;应用线程池机制设计了高效TCP服务器,提高了对服务请求的响应速度和网络通信效率;应用Canvas控件设计了高效的打印子模块。设计的软件经调试和验收后,现已交付使用。经性能测试,全部技术指标都达到或超过了验收大纲的要求。系统技改成本低,改造周期短。经项目试验实测,系统运行稳定、可靠。本设计投入使用后,该风洞的各项性能都有较大提高,大大增强了市场竞争力,较好地适应了试验研究和产品研制的新要求。
徐玓[10]2007年在《基于LabVIEW的虚拟应用物理实验室的设计与实现》文中研究说明虚拟仪器作为现代仪器的一个主要发展方向，在测量和控制方面都有无以伦比的强大功能和灵活性，如今它作为传统仪器的主要替代方式，在科学研究和工业生产中得到广泛的应用。物理实验室是院校教学体系的重要组成部分，在培养学生科学素质、实验技能和创新能力方面具有不可替代的作用。高起点、高标准的建设物理实验室，为教学和科研提供坚实的基础，对提高院校办学水平和教学质量有十分重要的意义。现代科学技术日新月异，这要求物理实验要不断引入新的实验方法，建立新的教学模式。本课题尝试将虚拟仪器技术引入传统的应用物理实验室。利用虚拟仪器技术进行物理实验，将有助于改革传统的实验教学，充分利用网络资源开展网上实验，并可开出符合课程内容的许多新实验，改变长期以来实验技术跟不上新技术的局面，同时培养学生掌握现代科学技术的能力和动手能力，增强了学生的创新能力，提高了学生的综合素质。本文首先分析了将虚拟仪器技术引入物理实验室的意义，接着对虚拟仪器的硬件系统、软件系统及开发平台进行了介绍，然后以NI公司的LabVIEW 8.20 Express为平台，基于USB-6009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、相位检测器等实验仪器。利用虚拟相位差计对光学纤维中光速的测定实验进行了重新设计。设计了基于虚拟仪器技术的减振实验系统，该实验系统的分析部分充分利用LabVIEW数据处理能力有效地实现了对两自由度振动和动力减振的观测和分析。最后本文对对虚拟仪器技术和物理实验的结合存在的问题进行了总结。
参考文献：
[1]. 结构健康监测的数据采集与损伤识别研究[D]. 袁素梅. 大连理工大学. 2008
[2]. 基于Sagnac干涉仪光纤传感器干扰检测定位技术研究[D]. 贾俊. 北京交通大学. 2008
[3]. 基于虚拟仪器技术的互感器校验系统设计[D]. 蒋冠华. 大连理工大学. 2008
[4]. 虚拟技术在电工电子实验中的应用[D]. 傅晓程. 浙江大学. 2007
[5]. 基于虚拟仪器的信号设备测试系统故障检测及误差分析[D]. 梁皖贵. 北京交通大学. 2007
[6]. 基于虚拟仪器的远程测试系统[D]. 刘改梅. 中北大学. 2008
[7]. 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
[8]. 基于LabVIEW的测控技术虚拟网络实验室的研究与构建[D]. 李婧. 广西大学. 2008
[9]. 基于虚拟仪器的风洞数据采集系统软件设计[D]. 高倩. 南京理工大学. 2007
[10]. 基于LabVIEW的虚拟应用物理实验室的设计与实现[D]. 徐玓. 合肥工业大学. 2007
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