Labview课程报告.docVIP

《电子信息系统软件设计与仿真》 课程设计报告 姓 名： 温单 学 号： 1107200145 班 级： 2011级电子信息工程（1） 指导老师： 陈华、梁日柳 二0一四年 十一 月 六 日 一、课程的性质和目的 1、课程的性质 《基于LABVIEW的交流参数测量虚拟仪器》是测控与仪器专业学生在学习《智能化测控系统》课程的基础上，以LABVIEW为实验平台，培养学生运用所学知识与技术开展综合设计和创新实践的能力，增强学生灵活性和创新意识，进一步使学生了解智能仪器的发展方向及新技术，熟悉虚拟仪器的基本结构及工作原理，掌握虚拟仪器多种类型信号的数据采集方法以及信号分析和处理技术。 2、课程的目的 计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。虚拟仪器以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。通过本课程设计，使学生了解智能仪器的分类、组成、特点以及智能仪器的发展方向及新技术；掌握虚拟仪器的数据采集技术、人机对话接口技术以及典型数据处理算法。能够熟练运用所学知识进行智能仪器的设计和开发。 二、课程的基本要求 本课程设计要求学生在LABVIEW实验平台上，设计双路正弦信号源，以此作为分析的电压和电流仿真信号，完成各交流参数的测量。 具体要求： 1、设计双路正弦信号源，前面板中能够设置信号的频率、幅值和相位，以及噪声幅值，显示信号曲线。 2、设计程序框图，实现交流参数的测量。 包括电压和电流的有效值，相位、功率因数，有功/无功功率、谐波失真（THD）。 3、选择滤波器（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、IIR滤波器、FIR滤波器等可选），显示滤波后的电压和电流信号； 4、设计子VI，分别采用多周期计数法、线性插值法和三点法三种方法测量电压信号的频率，计算三种方法的频率测量的相对误差。 5、设计子VI，采用FFT方法测量电流信号的频率和相位，计算相位测量的相对误差。 6、要求前面板的界面设计合理美观，程序框图层次清楚。 7、完成课程设计报告，要求说明1－5环节中具体的实现的方法以及测量结果，包括设计的各个VI的前面板和程序框图。 三、设计思想与设计步骤 1、设计思想 本实验的主要任务是对交流电压、电流的频率幅值和相位进行测量，并采用不同的方法对电压信号的频率和电流信号的相位以及他们的相对误差进行测量。 首先，我们需要设计双路交流信号的子VI。获得双路正弦信号源的办法就是，在两路正弦信号中都参杂高斯白噪声信号，设置好正弦信号和噪声信号的参数（频率、幅值、相位）后进行混合，混合后的两路信号就是本次实验测量的对象。 其次，分别单独设计多周期计数法、线性插值法和三点法、FFT法以及功率测量等子VI 最后，结合本次课程的基本要求设计VI，并在VI中调用已经设计好的子VI,再把子VI的输出端在主VI中连接数值显示控件，使其结果在主VI中显示出来。本次课程还要求显示滤波后的信号，因此还需要把主VI中双路正弦信号源的输出信号通过低通滤波器对其进行滤波。 2、设计步骤 （1）设计双路正弦信号源，即分别在两路正弦信号中加入高斯噪声，混合后对其进行输出 （2）设计多周期计数法、线性插值法和三点法、FFT法以及功率测量等子VI （3）设计主VI，设置好子VI的连线端口后，在主VI中调用子VI （4）程序设置完成后，设置交流信号的相关参数,然后程序，查看主VI前面板的测量结果 （5）对测量结果进行数据分析 四、各VI的前面板和程序框图 1、双路正弦信号源 （1）双路正弦信号源前面板 （2）双路正弦信号源程序框图 2、频率测量 （1）多周期计数法 多周期计数法是一种测量耗时短而频率分辨率可很高的频率测量法。多周期计数法动用两只计数器（C1、C2）和一只高频时基， 高频时基频率Fb为已知且保持恒定，常用频率为2~10 MHz。其中C1用作闸门发生器（有 16 bit 字长即可）对待测信号向下计数。C1事先由系统预置一个数 N，由待测信号来启动。而计数器C2 则用于对高频时基Fb计数。一旦启动，两计数器同时计数， C1对未知频率往下计数， 而C2则对频率较高的时基频率信号进行计数。 当C1计数由N达到回零，闸门关闭，两计数器同时停止计数。这时，计数器C1记录了完整的N个未知信号周期，在此期间，计数器 C2 对时基的计数为 Nb。为防止C2溢出产生差错，C2应长达22位或更高。令未知频率为Fx，且时基频率Fb为已知，则有： (3) 由（3）式可得未知频率： 而此时的频率分辨率可以做到： 式中，T 为测量时间宽度。因而压力分辨率： 比较（2）式和（6）式，可见