基于labview的功率譜的設(shè)計(jì)

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1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明第II頁(yè)基于LabVIEW的功率譜的設(shè)計(jì)摘要LabVIEW是由美國(guó)國(guó)家儀器公司所開(kāi)發(fā)的一種基于G語(yǔ)言的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具。誕生于1986年，是一種圖形化虛擬儀器編程語(yǔ)言。功率譜，主要用來(lái)測(cè)量馬達(dá)、發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、電機(jī)等功率轉(zhuǎn)換裝置的總效率和電機(jī)效率，目前被廣泛用于混合動(dòng)力電動(dòng)電動(dòng)車、汽車，太陽(yáng)能發(fā)電，燃料電池和風(fēng)力發(fā)電。本課題通過(guò)虛擬功率譜的設(shè)計(jì)，了解使用基于Labview進(jìn)行虛擬儀器編程的方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。主要實(shí)現(xiàn)方法是對(duì)同頻率的正弦電壓和正弦電流的有效值，相位差及其功率和瞬時(shí)功率進(jìn)行測(cè)試和顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓信號(hào)和電流信號(hào)的功率譜分析，對(duì)視在功率、

2、有功功率、無(wú)功功率的測(cè)量。LabVIEW虛擬儀器可以克服傳統(tǒng)儀器測(cè)量成本高、準(zhǔn)確度低、擴(kuò)展性差的缺點(diǎn)，具有良好的可操作性和可維護(hù)性。關(guān)鍵字：LabVIEW，虛擬儀器，功率譜課程設(shè)計(jì)說(shuō)明第II頁(yè)目錄1.LABVIEW概述11.1LabVIEW與G語(yǔ)言11.2虛擬儀器的基本概念11.3LabVIEW軟件的特點(diǎn)21.4Labview中的基本概念21.4.1VI的概念21.4.2框圖程序32.LABVIEW功率譜基礎(chǔ)32.1虛擬功率譜參數(shù)及基本結(jié)構(gòu)32.2LabVIEW中功率譜功能函數(shù)42.2.1正弦信號(hào)發(fā)生器42.2.2幅值和電平測(cè)量52.2.3功率譜52.2.4公

3、式節(jié)點(diǎn)62.3LabVIEW功率譜設(shè)計(jì)步驟72.3.1整體的設(shè)計(jì)框架72.3.2設(shè)計(jì)總方案73.LABVIEW功率譜功能實(shí)現(xiàn)83.1各部分電路功能83.2程序設(shè)計(jì)93.3程序運(yùn)行結(jié)果10總結(jié)11致謝12參考文獻(xiàn)13課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第13頁(yè)1.LabVIEW概述1.1LabVIEW與G語(yǔ)言LabVIEW[1]（LaboratoryVirtualInstrumentEngineering）,即實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境，是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。和Perl、VisualC++、Delphi、VisualBasic等文本型程序代碼的程序語(yǔ)言不一樣

4、的是，LabVIEW是一種利用圖形化的結(jié)構(gòu)框圖構(gòu)建程序代碼的語(yǔ)言，所以，運(yùn)用這種圖形化的語(yǔ)言編程時(shí)，基本不用寫文本行程序代碼，取代的是使用連線、圖標(biāo)構(gòu)成的流程圖表。LabVIEW是一種面向最終用戶的編程平臺(tái)，它不必去記憶那眼花繚亂的文本式程序代碼，提供了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和儀器編程的便捷方法。使用它進(jìn)行測(cè)試、原理設(shè)計(jì)、研究并且實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)的功能時(shí)，因而可以促進(jìn)提高工作效率。LabVIEW是一個(gè)圖形編程虛擬儀器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，它集中了圖形化編程方式的靈活性與高性能以及數(shù)據(jù)采集、控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)表示等功能，能為數(shù)據(jù)顯示、測(cè)量分析、數(shù)據(jù)采集和儀器控制等各種實(shí)際應(yīng)用提

5、供因要的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，所以，LabVIEW環(huán)境可以縮短應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)時(shí)間和項(xiàng)目成本幫助程序員們促進(jìn)工作效率。當(dāng)我們厭煩于對(duì)于文本模式編程語(yǔ)言，陷入數(shù)組、函數(shù)、表達(dá)式、指針以及對(duì)象、繼承、封裝等枯燥的概念和代碼中時(shí)，我們急切的需求一種層次清晰、簡(jiǎn)單易用、代碼直觀而且功能強(qiáng)大的編程方法，G語(yǔ)言就是一種這樣的新穎的編程，而LabVIEW則是G語(yǔ)言的新穎的編程方法的代表。LabVIEW基于G語(yǔ)言的基本特征——用軟件模塊和流程方框圖產(chǎn)生塊狀程序，編程就像是設(shè)計(jì)電路圖一樣[2]。1.2虛擬儀器的基本概念虛擬儀器(VisualInstrument)是一種基于計(jì)算機(jī)的儀器，計(jì)算機(jī)和

6、儀器有兩種結(jié)合方式。一是計(jì)算機(jī)裝入儀器：最典型的是智能化的儀器，這類儀器隨著計(jì)算機(jī)功能的強(qiáng)大和體積的縮小，目前已出現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的儀器。二是儀器裝入計(jì)算機(jī)：虛擬儀器主要是指這種方式，它是以計(jì)算機(jī)硬件以及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器利用計(jì)算機(jī)顯示器（CRT）的顯示功能模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果；利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算，分析，處理，由I/O接口設(shè)備完成信號(hào)的采集，測(cè)量與調(diào)理，從而完成各種調(diào)試功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第13頁(yè)虛擬儀器中硬件僅僅是解決信號(hào)的輸入/輸出的方法和軟件賴以生存，運(yùn)行的物理

7、環(huán)境，軟件才是整個(gè)儀器的核心構(gòu)件。它由計(jì)算機(jī)，模塊化功能硬件和應(yīng)用軟件三大部分組成。目前已有多種虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)工具，一是文本式編程語(yǔ)言：如C,VisualC++，VisualBasic，Labwindows/CVI等。二是圖形化編程語(yǔ)言：本文介紹的NI公司的Labview,HP公司的VEE,CapitalEquipment公司的Testpoint2.0和HEM公司的Snap-Master等。1.3LabVIEW軟件的特點(diǎn)Labview運(yùn)用圖形化的編程方式，設(shè)計(jì)者無(wú)需寫任何文本格式的代碼，是真正的工程師的語(yǔ)言；提供了豐富的數(shù)據(jù)采集，分析及存儲(chǔ)的庫(kù)函數(shù)；既提供

8、了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點(diǎn)，單步