工程测试实验指导书4028.docx

工程测试实验指导书Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.实验一 学用DRVI可重构虚拟仪器实验平台一. 实验目的 通过本实验让学生了解虚拟仪器的概念和基于组件的装配式软件设计方法，掌握用DRVI可重构虚拟仪器平台进行计算机测试系统设计的方法。 二. DRVI可可重构虚虚拟仪器器实验平平台简介介1、概述DRVI可可重构虚虚拟仪器器实验平平台是一一种自主主知识产产权的新新型装配配架构的的虚拟仪仪器，其其设计思思想是按按照汽车车和PCC机的装装配式生生产模式式，将计计算机虚虚拟仪器器测试系系统分解解为一个个软件装装配底盘盘和若干干实现独独立功能能的软部部件模块块。然后后，根据据测量任任务需求求，用软软体底盘盘把所需需的软部部件模块块装配起起来，形形成一个个满足特特定需求求的测试试系统。当当测试任任务发生生变化时时，对软软体底盘盘上装配配的软部部件模块块进行重重新组合合和装配配就可以以快速调调整为另另一个新新的测量量系统。DRVI的的主体为为一个带带软件控控制线和和数据线线的软主主板，其其上可插插接软仪仪表盘、软软信号发发生器、软软信号处处理电路路、软波波形显示示芯片等等软件芯芯片组，并并能与AA/D卡卡、I/O卡等等信号采采集硬件件进行组组合与连连接。直直接在以以软件总总线为基基础的面面板上通通过简单单的可视视化插/拔软件件芯片和和连线，就就可以完完成对仪仪器功能能的裁减减、重组组和定制制，快速速搭建一一个按应应用需求求定制的的虚拟仪仪器测量量系统。图1、虚拟拟仪器软软件总线线结构图图2、软件安安装和运运行从光盘启动动DRVVI可重重构虚拟拟仪器实实验平台台安装程程序DRRVISSetuup.eexe(或从深深圳市德德普施科科技有限限公司网网站下载载该软件件)，运运行该安安装程序序后出现现如下界界面，按按提示进进行软件件安装，分分别填写写用户名名、单位位，并设设定软件件工作路路径等参参数，直直至出现现结束画画面为止止。安装完成后后在WIINDOOWS桌桌面上出出现图标标，在程程序组中中出现DDRVII，双击击该图标标就可以以启动DDRVII软件。图2、DRRVI软软件安装装界面DRVI启启动后点点击红色色箭头所所示按钮钮从DRRVI采采集卡、运运动控制制卡，或或网络在在线进行行注册登登记，获获取软件件使用权权限，然然后就可可以使用用了。图3、DRRVI软软件运行行界面3、插接软软件芯片片 DRVI通通过在前前面板上上可视化化插接虚虚拟仪器器软件芯芯片来搭搭构虚拟拟仪器或或测量实实验。插插接软件件芯片的的过程很很简单，从从软件芯芯片表中中点击需需要的软软件芯片片，将其其添加到到DRVVI前面面板上，然然后在新新插入的的软件芯芯片上压压下鼠标标不放，将将其拖动动到合适适位置。重重复上述述步骤，插插入其它它软件芯芯片。图4、用DRVI设计虚拟仪器插接在DRRVI前前面板上上的虚拟拟仪器软软件芯片片的屏幕幕位置是是可以移移动和调调整的，点点击快捷捷工具条条中的“移移动软件件芯片位位置”图图标，然然后在待待移动的的软件芯芯片上压压下鼠标标不放，就就可以将将其拖动动到新位位置，从从而实现现屏幕布布局的调调整。4、DRVVI软件件总线的的概念和和软件芯芯片的连连线 图5、虚拟拟仪器软软件芯片片的连线线为实现现虚拟仪仪器软件件芯片间间的数据据交换，DDRVII中设置置了一组组软件总总线，包包括2556条DDoubble型型单变量量数据线线和322条Dooublle型数数组型数数据线，可可传输有有效值等等单变量量数据，也也可传输输波形、频频谱等数数组数据据。虚拟拟仪器软软件芯片片可以通通过这组组透明的的数据总总线进行行数据传传输和命命令数据据交换。任任何两个个虚拟仪仪器软件件芯片只只要连接接在一条条数据线线上就可可以在彼彼此间交交换数据据,就象象在物理理上用通通讯线路路连接在在一起的的节点间间可以彼彼此交换换数据一一样。连线的方法法是在软软件芯片片上点击击右鼠标标键，弹弹出该芯芯片的属属性表，修修改其中中的连接接数据线号号就可以以实现软软件芯片片间的连线线。5、虚拟仪仪器设计计样例：李沙育育图形 图6、李沙育图形实验演示系统若将两路不不同相位位的同频频正弦波波信号分分别作为为X轴和和Y轴信信号输入入X-YY信号示示波器，其其信号波波形是一一个椭圆圆，称为为李沙育育图形。在DRVII中设计计李沙育育图形很很简单，用用两片数数字信号号发生器器芯片产产生同频频的正弦弦波信号号，然后后用一片片旋钮芯芯片控制制其中一一个数字字信号发发生器芯芯片的相相位，最最后用一一片X-Y曲线线显示芯芯片显示示李沙育育图形就就可以了了。转动动旋钮就就可以产产生出不不同相位位差的正正弦波信信号合成成的李沙沙育图形形。6、DRVVI常用用软件芯芯片表名称功能图标标签芯片标签芯片的的作用是是插入一一条文字字信息显显示标签签，以显显示一些些说明性性文字。 另外它它也可以以与软件件总线上上的一条条数据线线相连，动动态显示示数据线线上的数数据值。箭头芯片箭头线的作作用是在在屏幕上上绘制一一条箭头头线，用用来指示示芯片的的工作顺顺序，或或信号的的流向。开/关类芯芯片开/关类芯芯片的作作用是提提供类似似物理设设备中开开关的功功能。它与一条数数据线相相连，可可控制连连接在该该数据线线上其他他软件芯芯片启/停运行行的目的的。 按钮芯片按钮芯片的的作用是是：通过过鼠标对对此芯片片图标的的点击来来向其他他芯片发发出一个个单次运运行的直直接控制制命令。数字输入类类芯片数字输入类类的作用用是为用用户提供供物理旋旋钮、推推杆功能能类似的的芯片。它与一条数据线相连，用户可以通过鼠标拖动来改变芯片上指针位置，调整数据线上的值，从而达到改变连接在该数据线上其他软件芯片工作参数的目的。单变量显示示类芯片片单变量显示示类芯片片的作用用是提供供类似温温度计、表头的功能。它与一条数据线相连，数据线上数据的变化会使其示值同步变化。 波形/频谱谱显示芯芯片波形/频谱谱显示芯芯片的作作用是在在屏幕上上用二维维曲线方方式显示示所连接接的数组组型数据据线上的的波形或或频谱数数据，可可通过调调节控件件大小来来对显示示曲线进进行展缩缩。曲线组显示示芯片曲线组显示示芯片的的作用是是在屏幕幕上用二二维曲线线方式显显示所连连接的多多条数组组型数据据线上的的波形或或频谱数数据，在屏幕幕显示一一组曲线线。伪彩色图显显示芯片片伪彩色图显显示芯片片的作用用是在屏屏幕上用用伪彩色色方式显显示一组组曲线，主主要用于于小波分分析结果果的显示示。X-Y曲线线显示芯芯片X-Y曲线线显示芯芯片的作作用是显显示以XX、Y方方式同步步输入的的两条数数组型数数据线上上的两通通道信号号所组成的的信号波波形，如如轴心轨轨迹、李李沙育图图形等。数据采集类类芯片数据采集芯芯片的作作用是控控制A/D卡或或声卡进进行信号号采集。将挂接的传感器信号转化为数字量，并存放在连接的数组型数据线上。数据输出类类芯片数据输出类类芯片的的作用是是控制DD/A卡卡或声卡卡进行信信号输出出。将连连接的数数组型数数据线上上的数据据转化为为模拟信信号输出出。信号发生器器芯片信号发生器器芯片用用于产生生软件模模拟的标标准信号号波形数数据，包包括白噪噪声、正正弦波、方方波、三三角波、拍拍波、线线性扫频频波、对对数扫频频波。 脚本类芯片片脚本类芯片片的作用用是Siignaal VVBSccrippt写一一段用户户自定义义功能的的小程序序，如生生成特殊殊信号，某某种特殊殊的信号分分析方法法等。波形参数计计算芯片片波形参数计计算芯片片作用是是对连接接的数组组型数据据线上的的波形数数据进行行分析，计计算信号号的有效效值、均均值、方方差等参参数，计计算结果果输出到到另一条数数据线上上。 相关系数计计算芯片片相关系数芯芯片作用用是对所所连接的的两条数组型型数据线线上的波波形数据据进行相相关分析析，计算算信号的的自相关关系数或或互相关关系数，结结果输出出到另一一条数组组型数据据线上。 频谱运算芯芯片频谱运算芯芯片作用用是对所所连接的的数组型型输入数数据线上上的波形形数据进进行FFFT变换换，计算算信号的的实频/虚频、功功率谱、幅幅频/相相频，并并将计算算结果输输出到两两条数组组型数据据线上。 FFT频谱谱校正芯芯片FFT谱校校正芯片片作用是是对所连连接的数数组型输输入数据据线上的的波形数数据进行行FFTT变换和和频谱校校正，计计算信号号的实频频/虚频频、功率率谱、幅幅频/相相频，并并将计算算结果输输出到两两条数组组型数据据线(软软件芯片片)上。 概率密度/分布函函数芯片片概率密度/分布函函数芯片片的作用用是：对对所连接接的数组组型输入入数据线线上的波波形数据据进行概概率密度度或概率率分布计计算，并并将计算算结果输输出到一一条数组组型数据据线上。 谱窗函数芯芯片谱窗函数芯芯片的作作用是在在时域用用窗函数数(矩形形、Hannninng、Hammminng、BlaackMMan、平顶窗窗)对信信号进行行截断和和加窗，减减小后续续FFTT频谱计计算中的的能量泄泄漏。 频谱细化分分析芯片片频谱细化分分析芯片片的作用用是对选选定的频频率段进进行局部部放大，以以更高的的频率分分辨率显显示频谱谱的细节节。倍频程分析析芯片倍频程分析析芯片的的作用是是采用FFFT算算法计算算声音输输入的声声音信号号/噪声声信号的的倍频程程谱，显显示倍频频程谱。谱阵芯片谱阵芯片的的作用是是对一个个长时间间段的信信号进行行连续观观测，分分段计算算信号的的频谱，并并以三维维谱阵的的方式显显示，从从而在一一个长的的观测时时间段内内以时-频联合合分析的的方法了了解信号号频率成成分随时时间的变变化情况况。 传递函数芯芯片传递函数芯芯片的作作用是对对所接收收的系统统激励信信号和系系统响应应信号进进行传递递函数分分析，计计算信号号的传递递函数和和相干函函数。数字滤波类类芯片信号数字滤滤波芯片片的作用用是提供供一个和和物理低低通/高高通/带带通滤波波器功能能相似的的芯片。对输入信号进行滤波，去除频率通带外的干扰频率成份。 包络检波芯芯片包络检波芯芯片的作作用是用用垂直滤滤波器对对信号进进行带通通滤波和和Hillberrt变换换方法，提提取信号号中的包包络成分分。 功率倒频谱谱芯片功率倒频谱谱运算芯芯片的作作用是对对所连接接的数组组型输入入数据线线上的波波形数据据进行FFFT变变换，计计算信号号的对数数功率谱谱，然后后再对其其进行FFFT变变换，计计算信号号频谱的的功率谱谱，分析析信号频频谱中的的周期成成分。 离散小波变变换芯片片离散小波变变换芯片片的作用用是按照照设定的的小波滤滤波器系系数对信信号进行行二进小小波变换换/正交交小波变变换/小小波包变变换，对对信号进进行小波波分解。 AR模型分分析芯片片AR模型分分析芯片片的作用用是对所所连接的的数组型型输入数数据线上上的波形形数据进进行ARR模型分分析，计计算ARR模型系系数和AAR功率率谱。 多自由度振振动模型型芯片多自由度振振动模型型芯片采采用单输输入、多多输出NN自由度度振动模模型对振振动系统统进行仿仿真。用用户可以以改变模模型自由由度数、激激振力作作用点位位置、各各节点质质量、阻阻尼、刚刚度参数数。用户户可以通通过外加加的激振振力对其其激振，并并测取系系统的响响应信号号。网络数据采采集芯片片网络数据采采集芯片片的作用用是通过过网络获获取网络络上其他他主机上上运行的的DRVVI中数数组型数数据线上上的数据据，从而而达到数数据采集集卡、传传感器等等硬件资资源共享享的目的的。 网络命令发发送芯片片网络命令发发送芯片片的作用用是通过过网络向向网上其其它运行行DRVVI的主主机发送送直接软软件芯片片工作命命令，驱驱动远端端主机DDRVII软件上上插接的的软件芯芯片工作作，从而而达到远远程控制制的作用用。采样数据广广播芯片片采样数据广广播芯片片的作用用是通过过IP广播播方式将将数组型型数据线线上的测测量数据据发送到到网络上上，从而而达到数数据采集集卡、传传感器等等硬件资资源多人人同时共共享的目目的。广播数据接接收芯片片广播数据接接收芯片片的作用用是接收收网络上上其它DDRVII主机广广播的测测量数据据，进行行远程分分析。定时器芯片片定时器芯片片的作用用是产生生一个指指定时间间间隔的的周期性性事件，并并在事件件中发出出直接软软件芯片片驱动命命令，从从而达到到定期控控制DRRVI中中软件芯芯片工作作的目的的。 三. 实验内容1.设计一一个李沙沙育图形形实验演演示系统统，显示示两路正正弦波信信号在不不同相位位差下的的李沙育育图形。2.设计一一个李沙沙育图形形实验演演示系统统，显示示两路正正弦波信信号在不不同频率率差下的的李沙育育图形。四. 实验仪器和和设备1.计算机机 1台2.DRVVI快速速可重组组虚拟仪仪器平台台 1套3.打印机机 1台五. 实验步骤及及内容1.运行DDRVII主程序序，点击击DRVVI快捷捷工具条条上的""联机注注册"图图标，选选择其中中的“DRVVI采集集仪主卡卡检测”或“网络在在线注册册”进行软软件注册册。2.从芯片片表中拖拖拉软件件芯片到到软件面面板上，熟熟悉软件件芯片的的放置、移移动、连连线和删删除操作作；然后后采用DDRVII上的软软件芯片片搭建一一个李沙沙育图形形实验演演示系统统。3.将设计计完成的的虚拟仪仪器实验验系统存存盘保存存。六. 实验报告要要求拷贝实验系系统运行行界面，插插入到WWordd格式的的实验报报告中，并并附上所所设计的的虚拟仪仪器脚本本文件。七. 思考题1.什么是是虚拟仪仪器，其其本质特特征是什什么？2.什么是是基于组组件的应应用软件件开发，它它和传统统的基于于编程语语言的应应用软件件开发有有什么区区别和特特点？3.简述DDRVII可重构构虚拟仪仪器平台台的工作作原理。16