基于Labview的虚拟函数信号发生器的设计外文翻译.doc

中文1963字Labview-based virtual function Signal GeneratorV Marozas, R Jurkonis1 IntroductionSince 1986, the U.S. NI (National Instrument) companies to the concept of virtual instrumentation, along with computer technology and measurement technology, virtual instrument technology has also been developed rapidly. Virtual instrument means: use of the existing PC, with a specially designed instrument hardware and proprietary software, the formation of the basic functions of both the ordinary instrument, there are usually no special equipment features of the new instrument. Compared with the traditional instruments of its features are: better measurement accuracy and repeatability; measurement speed; system set up time is short; instrument function defined by the user; scalability; technical updates and quick. Virtual instrument software as the core, the software company Youyi U.S. NI Labview virtual instrument software development platform most commonly used. Labview is a graphical programming language, mainly used to develop data acquisition, instrument control and data processing and analysis software, and powerful. Currently, the development of software in the international test, measurement and control industry, popular, measurement and control areas in the country has also been widely used. Function Generator is a scientific research and engineering design in a widely used general-purpose equipment. The following function signal generator with a virtual design and development of specific description is based on graphical programming language Labview virtual instrument programming and implementation of technology.2 virtual function signal generator structure and composition2.1 Virtual Function Generator front panelThis virtual function signal generator mainly consists of a PCI bus, multi-function data acquisition card and appropriate software. Them installed on a PC running Windows95/98/2000/NT the machine, shall constitute a powerful function of signal generator. The design of the virtual function signal generator reference signal generator SG 1645 power functions, front panel shown in Figure 1. Figure 1 virtual function signal generator front panelThe function generator's front panel function of the following components: instrument control button, the output frequency control window (including the frequency of display units), frequency fold into control, waveform selection, frequency tuning button, dc bias, square wave accounts for Air ratio adjustment, the output waveform amplitude control buttons. Frequency tuning range: 0.1 1 Hz; DC bias: -10 10V; square wave duty cycle: 0 to 100%; output waveform range: 0 10V. Also increased the number of modification of voltage-controlled components such as panel input count input, synchronous output, voltage output. Modification of the use of these components is intended to increase the aesthetics of the instrument, and as far as possible with real instruments consistent user interface2.2 Virtual Function Signal Generator hardware structureThis virtual function signal generator hardware input and output data acquisition card and a certain configuration requirements of the PC, the data input and output depend on input data acquisition card, the definition of output achieved. This design uses the PCI-1200 data acquisition card is a good cost-effective products, with the D / A conversion functions, can generate the digital signals into analog signals and digital-analog converter and high precision, but also has filtering capabilities, which Smooth the output waveform. It supports the unipolar and bipolar analog signal input, the signal input ranges of -5 +5 V and 0 10V. Provide 16 single-ended / 8 differential analog input channels, 2 independent of the DA output channels, 24-line TTL digital I / O, 3 16-bit timer counters and other features. Some of the hardware interface for data input or output channel settings. Some of the hardware interface block diagram shown in Figure 2:Figure 23 Virtual Function Signal Generator Design and ImplementationSome use professional LabVIEW6i software virtual instrument graphical development tools. Virtual function signal generator output waveform mainly in software production and the output signal frequency display. Changes in the frequency of the output waveform is a concrete realization of data acquisition waveform data written to the buffer among the buffers by setting the update frequency (to change the internal clock frequency) to achieve the output data frequency. The process is mainly in the use of Labview data acquisition sub-module of the AO START function modules. Function from the implementation point of view, this design features a virtual function signal generator structure includes two modules: Module waveform generator (FG module) and frequency change control unit (DISPLAY) module. Waveform generator module and call FGEN module. FGEN module for the digital waveform generator module. Digital waveform generator module 3.1Waveform generated virtual function signal generator module is the core of the software. The module can be realized using sine, square, sawtooth, triangle and other waveforms. Sine wave generation principle is by calling the sin (x) function to implement. In this design, the design of each component sine wave cycle from 1000, using similar language in the For loop C as x assignment, so that the implementation of a For loop, you can generate a cycle of sine wave generating the data needed, and then use While Circulation, make the program repeatedly executed, can be continuously output sine wave. Square wave, sawtooth, triangle and sine wave generation theory produce similar principles are achieved through the mathematical sequence of numbers representative of the waveform. Compared with the analog signal, generated using the software method of digital waveform sequence although there are some errors, but the election cycle as long as a sufficient number of points, you can make errors to a minimum, the least impact on the results. Waveform generated by the software one of the biggest advantage is greatly reduced the cost of the instrument and the instrument of small intelligent. Waveform generator module's front panel shown in Figure 3, waveform generation module block diagram shown in Figure 3Change of 3.2 unit of frequency control moduleWhen the output frequency dynamic range is large, with a single spin button control, due to a small rotation angle, you will have a greater change in the frequency, to the frequency of accurate Shezhi brought greater Kunnan, and frequency by using a knob Times by combining the output frequency can greatly improve the control accuracy. In order to improve control accuracy of the output frequency, which in this design, by using the unit of frequency change control module, the output control accuracy can be achieved 0.001Hz. The module's front panel shown in, the module block diagram shown in Figure 4 .Figure 44 Total Results:As a Labview graphical programming software development and testing system is a powerful, convenient and efficient programming tools. Similarity between the good, open, exclusive, making the test development cycle is short, low cost and high quality. Labview-based virtual machine interaction with the function signal generator is good, easy to operate and so on, to a wide range of applications and in scientific research, production and other fields.1 Pan H Z, et al. LabVIEW-based virtual Function Signal GeneratorJ . Control Enginerring Practice,2. Evans P D, Brown D. Simulation of brushless DC drivesc IEE Proceedings B, Electric Power Applications，137(5) : 299-3083. René Spée, Alan K. Wallace and Joel Davis. Modeling of brushless dc drive systems with pulse-width modulated excitationJ, Mathematical and Computer Modelling, Volume 11, 1988, Pages 1166-1171.4. Jawad Faiz, M. R. Azizian and M. Aboulghasemian-Azami. Simulation and analysis of brushless DC motor drives using hysteresis, ramp comparison and predictive current control techniquesJ, Simulation Practice and Theory, Volume 3, Issue 6, 15 January 1996, Pages 347-363.5. J. Figueroa, C. Brocart, J. Cros and P. Viarouge. Simplified simulation methods for polyphase brushless DC motorsJ. Mathematics and Computers in Simulation, Volume 63, Issues 3-5, 17 November 2003, Pages 209-224.6. J. Shao, D. Nolan, and T. Hopkins. A Novel Direct Back EMF Detection for Sensodess Brushless DC (BLDC) Motor DrivesC. Applied Power Electronic Conference (APEC 2002), 2002: 33-38.7. Doo-Hee Jung and In-Joong Ha. Low Cost Sensorless Control of Brushless DC Motors Using a Frequency Independent Phase Shifter JIEEE Transactions on power electronic, 2000, 15: 744-752.8. Kuang-Yao Cheng and Ying -Yu Tzou. Design of a Sensorless Commutation IC for BLDC Motors JIEEE Transactions On power electronic, 2003, 18: 1365-1375.基于Labview的虚拟函数信号发生器的设计V Marozas, R Jurkonis1前 言自从1986年美国NI(National Instrument)公司提出虚拟仪器的概念以来,随着计算机技术和测量技术的发展,虚拟仪器技术也得到很快的发展。虚拟仪器是指:利用现有的PC机，加上特殊设计的仪器硬件和专用软件,形成既有普通仪器的基本功能,又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。与传统的仪器相比其特点主要有:具有更好的测量精度和可重复性;测量速度快;系统组建时间短;由用户定义仪器功能;可扩展性强;技术更新快等。虚拟仪器以软件为核心,其软件又以美国NI公司的Labview虚拟仪器软件开发平台最为常用。Labview是一种图形化的编程语言,主要用来开发数据采集，仪器控制及数据处理分析等软件,功能强大。目前,该开发软件在国际测试、测控行业比较流行,在国内的测控领域也得到广泛应用。函数信号发生器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。下面结合一个虚拟函数信号发生器设计开发具体介绍基于图形化编程语言Labview的虚拟仪器编程方法与实现技术。2虚拟函数信号发生器的结构与组成2.1虚拟函数信号发生器的前面板本虚拟函数信号发生器主要由一块PCI总线的多功能数据采集卡和相应的软件组成。将它们安装在一台运行Windows95/98/2000/NT 的PC机上，即构成一台功能强大的函数信号发生器。本虚拟函数信号发生器的设计参考了SG 1645功率函数信号发生器，前面板如图1所示。本函数信号发生器的前面板主要由以下几个部分构成：仪器控制按钮，输出频率控制窗口（包括频率显示单位），频率倍成控制，波形选择，频率微调按钮，直流偏置，方波占空比调节，输出波形幅度控制按钮。频率微调范围：0.11 Hz；直流偏置：-1010V；方波占空比：0100%；输出波形幅度：010V。此外还增加了许多修饰性的元件如面板上的压控输入、记数输入、同步输出、电压输出等。使用这些修饰性的元件的目的是为了增加仪器的美观性，并尽量与真实仪器的使用界面相一致2.2虚拟函数信号发生器的硬件构成本虚拟函数信号发生器的输入输出的硬件部分为一数据采集卡和具有一定配置要求的PC机，数据的输入输出靠对数据采集卡输出输入口的定义来实现。本设计采用的PCI-1200数据采集卡是一块性价比较好的产品，具备数/模转换的功能，能将产生的数字信号转换成模拟信号且数模转换精度高，而且还具备滤波功能，从而使输出波形光滑。它支持单极和双极性模拟信号输入，信号输入范围分别为-5+5V和010V。提供16路单端/8路差动模拟输入通道、2路独立的DA输出通道、24线的TTL型数字I/O、3个16位的定时计数器等多种功能。硬件接口部分用于数据输入或输出时的通道设置。硬件接口部分程序框图如图2所示：3虚拟函数信号发生器的软件设计与实现软件部分采用专业的LabVIEW6i图形化虚拟仪器开发工具。虚拟函数信号发生器主要由软件完成输出波形信号的产生和输出信号频率的显示。输出波形频率的变化的具体实现是将波形数据写入数据采集卡的缓冲区当中，通过设置缓冲区的更新频率（改变内部的时钟频率）来实现输出数据频率的变化。该过程主要运用了Labview中的数据采集子模块中的AO START 功能模块。从实现功能的角度来说，本次设计的虚拟函数信号发生器的功能结构主要包括两大功能模块：波形产生模块（FG模块）和频率单位变化控制（DISPLAY）模块。波形产生模块又调用FGEN模块。FGEN模块为数字波形产生模块。3.1数字波形产生模块波形产生模块是虚拟函数信号发生器软件的核心。利用该模块可实现正弦波、方波、锯齿波、三角波等波形。正弦波的产生原理是通过调用sin(x)函数来实现。在本次设计，设计每一正弦波周期由1000点组成，利用类似C语言中的For循环为x 赋值，这样执行一次For循环，便可以产生生成一个周期正弦波所需的数据，然后利用While 循环，使程序反复执行，就可以连续输出正弦波形。方波、锯齿波、三角波的产生原理与正弦波产生原理相近,都是通过数学运算来实现代表波形的数字序列。与模拟信号相比，利用软件的方法产生的波形数字序列虽然存在着一定的误差，但只要一个周期内选的点数足够的多，就可以使误差降到最低，对结果的影响最小。利用软件产生波形的一个最大的优点是使仪器的成本大大降低，而且使仪器小型化，智能化。波形产生模块的前面板如图3所示，波形产生模块的程序框图如图3所示。3.2 频率单位变化控制模块当输出频率动态范围较大时，用单个旋转按钮控制时，由于旋转一个很小的角度就会产生较大的频率变动，给频率的准确设置带来了较大困难，通过使用一个旋钮和频率倍乘相结合，可大大提高频率的输出控制精度。为了提高频率的输出控制精度，在本次的设计当中，通过使用频率单位变化控制模块，使输出控制精度可达到0.001Hz。该模块的前面板如图5所示，该模块的程序框图如图 4所示。4 总 结Labview作为一个图形化编程软件，是开发测试系统的一种功能强大、方便快捷的编程工具。其良好的相通性、开放性、专用性，使测试系统的开发周期短、成本低、质量高。基于Labview的虚拟函数信号发生器具有机交互性好、易于操作等特点，能够广泛的应用与于科研、生产等领域。1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制 112. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！11