基于labview的數(shù)字信號(hào)處理.doc

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1、基于LABVIEW的數(shù)字信號(hào)處理摘要：LabVIEW是建立測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用的圖標(biāo)語言，使用靈活方便。本文介紹了利用LabVIEW8.6實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)檢測(cè)和分析方法的實(shí)現(xiàn)。構(gòu)建一集信號(hào)采集、存儲(chǔ)、分析和處理的檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以同時(shí)檢測(cè)三路電壓和一路加速度信號(hào)。并可以對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行濾波、曲線擬合和小波分析等運(yùn)算。系統(tǒng)界面友好，操作簡(jiǎn)單。關(guān)鍵詞：LABVIEW多路信號(hào)濾波諧波分析0引言本文設(shè)計(jì)的虛擬多路檢測(cè)系統(tǒng)是基于虛擬儀器平臺(tái)所開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)，主要完成了如何充分利用虛擬儀器平臺(tái)的功能控件構(gòu)建一個(gè)電壓、頻率信號(hào)的采集、存儲(chǔ)、

2、分析和處理為一體的多路檢測(cè)系統(tǒng)。建立在DAQ采集卡基礎(chǔ)上的虛擬儀器具有一機(jī)多用、用戶自定義功能和使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，代表了今后儀器的發(fā)展方向。LabVIEW2012是虛擬儀器圖形編程語言，它以軟件為中心，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算、顯示和處理能力，在計(jì)算機(jī)屏幕上組建用戶自己的儀器和儀表。實(shí)現(xiàn)了將儀器裝入計(jì)算機(jī)。1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)基于LABVIEW2012的多路采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含以下部分：控制對(duì)象建模、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、控制信號(hào)輸出接口電路設(shè)計(jì)及其它附屬功能的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用虛擬儀器技術(shù)搭建基于LABVIEW2012軟件開發(fā)平臺(tái)

3、的多路檢測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。電壓頻率調(diào)整電路DAO數(shù)程采隼卡計(jì)算機(jī)系統(tǒng)LABX1EW2012圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖2模擬信號(hào)選擇采集的模擬信號(hào)主要分為三個(gè)部分組成，第一、均勻白噪聲，第二50hz的干擾信號(hào)，第三45hz的參考信號(hào)。在初始調(diào)試過程中可以用labview中信號(hào)合成單元將這三個(gè)信號(hào)經(jīng)過合成，調(diào)試成模擬的采集信號(hào)，這樣可以方便調(diào)試.3自適應(yīng)濾波器3.1自適應(yīng)濾波器的原理根據(jù)環(huán)境的改變，使用自適應(yīng)算法來改變?yōu)V波器的參數(shù)和結(jié)構(gòu)。這樣的濾波器就稱之為自適應(yīng)濾波器。自適應(yīng)濾波器的原理圖如圖4所示：圖4自適應(yīng)濾波器的原理圖3.3

4、最陡下降法定義某一個(gè)加權(quán)向量w的代價(jià)函數(shù)"W),以初始假設(shè)值佩°)開始，生成一個(gè)加權(quán)向量序列W⑴,函2)…,代價(jià)函數(shù)丿(⑷)隨著算法的每一次迭代而減小，即J(W(774-1))+1)-班"

5、)=一二朋(勿然后判斷丿(vv(/?+l))

6、過改變LMS自適應(yīng)濾波器步長(zhǎng)因子（mu）.濾波器長(zhǎng)度M）、以及信噪比（SNR）,得出以下結(jié)論：（1）濾波器長(zhǎng)度和信噪比一定時(shí)，當(dāng)nrn>1/久時(shí)（久是輸入信號(hào)自相關(guān)矩陣的最大特征值），系統(tǒng)發(fā)散；0

7、輸出效果不太理想。（2）步長(zhǎng)因子和濾波器長(zhǎng)度一定時(shí)，改變信噪比大小，隨著信噪比由5dB逐漸變小，濾波器的輸出結(jié)果會(huì)變的不理想。當(dāng)信噪比較大時(shí)（SNR二5dB）,LMS自適應(yīng)濾波器濾波效果良好，要求的濾波器長(zhǎng)度也較短；在信噪比較小時(shí)（SNR二-5dB）,自適應(yīng)濾波器的輸出結(jié)果不太理想，可以通過適當(dāng)調(diào)整步長(zhǎng)參數(shù)和增加濾波器長(zhǎng)度來進(jìn)行改進(jìn)，使得濾波效果較明顯。為M=128、mu=0..0008時(shí)，改變信噪比的輸出，選擇SNR二5dB時(shí)，濾波器輸出良好，當(dāng)SNR二0B時(shí)，濾波器輸出結(jié)果不理想，需通過改變?yōu)V波器的長(zhǎng)度來改進(jìn)濾波效果，這里取

8、M=256；當(dāng)SMR=-5時(shí)，需要調(diào)整mu二0..0000&M=512后濾波器輸出效果較好。（3）步長(zhǎng)因子和信噪比一定時(shí)，改變?yōu)V波器長(zhǎng)度大小。濾波器長(zhǎng)度M與輸入信號(hào)特性及穩(wěn)態(tài)誤差有關(guān)，對(duì)于具體的輸入信號(hào)有一個(gè)最佳（或準(zhǔn)最佳）的加權(quán)數(shù)目X使得穩(wěn)態(tài)誤差最小,當(dāng)再增加