【正文】 1 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集和 處理 系統(tǒng) 的設計 摘要 在檢測系統(tǒng)自動化領域，虛擬儀器技術在信號采集與處理方面顯示出其獨特的技術優(yōu)勢和性價比。因而在各種信號采集與處理系統(tǒng)中虛擬儀器的應用越來越廣泛。 課題研究 基于 LabVIEW的虛擬儀器數(shù)據(jù)采集和處理技術及其在 ZT1型轉子振動模擬試驗臺的應用。采用 NI 公司的 PCI6024E 數(shù)據(jù)采集卡，通過對 I/O 通道的合理配置，采集電機轉子的轉速脈沖信號和振動信號， 并通過 LabVIEW 實現(xiàn)對采集的 數(shù)據(jù)顯示與存儲。課題 重點研究了快速傅 立葉變換 （ FFT） 和小波去噪方法。 在 LabVIEW 開發(fā)平臺進行了快速 FFT 算法的編程，并利用小波去噪模塊實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)去噪 ，通過實驗驗證方法的可行性。實驗結果表明利用 快速傅立葉變換（ FFT） 方法使 得在時域難以分析處理的信號可以在頻域中進行高質量分析；小波分析在信號的消噪和分析信號 趨勢等都有很好的效果 。同時信號采集和處理程序實時性好， 完全可以在基于 LabVIEW 開發(fā)平臺的實際信號采集處理中得到廣泛應用。 關鍵字 ： LabVIEW， 數(shù)據(jù)采集與處理 ，快速傅立葉變換，小波去噪 2 Abstract In the field of automatic detection system, virtual instrument technology shows its unique advantage, especially in signal processing and system control. Consequently virtual instrument technologies are more widely used in a variety of signal acquisition and processing systems. In this project， based on LabVIEW detection technology， a virtual instrument program is designed on the ZT1 rotor vibration simulation test platform. NI PCI6024E data acquisition card is used in this automatic detection system. The configuration of LabVIEW system I/O channels is done properly to acquire the vibration signals measured by the encoder and the pulse signals measured by the eddy current sensor. After signal acquisition, the LabVIEW program undertakes signal storage and timefrequency domain analysis. Fast Fourier Transformation (FFT) function and wavelet analysis and diagnosis model are the Core section in LabVIEW signal acquisition and processing application. Signal which is difficult to analyze in the time domain is precisely displayed and analyzed in the frequency domain through Fast Fourier Transformation (FFT). The wavelet analysis model which is to eliminate noise signal acquisition and enhance the capability of signal analysis has performed well and program can be widely used in the actual signal acquisition and processing applications based on the LabVIEW development platform. Keywords: virtual instruments。 data acquisition。 Fast Fourier Transformation。 Wavelet Denoising 1 摘要 .................................. 1 Abstract ............................. 2 第一章 緒論 ............................... 1 課 題研究的目的和意義 ............................................................................................. 1 課題研究現(xiàn)狀 ............................................................................................................. 1 課題研究內容和方案 ................................................................................................. 2 第二章 虛擬儀器和轉子測振臺 ..................... 3 虛擬儀器基本概念 ..................................................................................................... 3 虛擬儀器系統(tǒng)的構成 ................................................................................................. 3 虛擬儀器系統(tǒng)硬件構成 ................................................................................... 3 虛擬儀器系統(tǒng)軟件及 LabVIEW 簡介 .............................................................. 4 ZT1型轉子振動模擬平臺 ........................................................................................ 5 模擬振動試驗臺 .............................................................................................. 5 模擬臺調速器 調理器 ..................................................................................... 8 第三章 基于 LabVIEW 的數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng) ............. 11 數(shù)據(jù)采集理論概述 ....................................................................................................11 PCI6024E 采集卡概述及采集卡組態(tài)方案 ............................................................ 13 基于 LabVIEW 的數(shù)據(jù)采集與儲存的實現(xiàn) ............................................................... 14 第四章 虛擬儀器信號分析與處理 ................... 18 概述 ............................................................................................................................ 18 快速傅立葉變換（ FFT） .......................................................................................... 18 快速傅立葉變換（ FFT）原理 ....................................................................... 18 FFT 在 LabVIEW 的實現(xiàn) ............................................................................... 22 基于小波分析的信號處理技術 ............................................................................... 24 小波分析的原理 ............................................................................................ 24 小波去噪在 LabVIEW 的實現(xiàn) ......................................................................... 26 第五章 基于 LabVIEW 的數(shù)據(jù)采集和處理的實驗調試 ......... 29 基于測振臺的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實驗調試 ............................................................... 29 LabVIEW 的 FFT 和小波去噪的實驗調試 ................................................................ 31 第六章 總結和展望 ........................... 34 總結 ........................................................................................................................... 34 展望 ........................................................................................................................... 34 參考文獻 ................................ 35 致謝 ................................... 36 1 第一章 緒論 題研究的目的和 意義 目前的一些檢測系統(tǒng)（如壓電式、應變式測振系統(tǒng)和動態(tài)信號分析儀）不僅價格昂貴、操作技術復雜、很耗時間 ,而且不同人測量的結果重復性很差。因此 ,檢測 系統(tǒng)的自動化勢在必行。 隨著科技的進步，集成電路、計算機和通信技術的迅速發(fā)展使電子測量儀器逐漸向數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。虛擬儀器技術作為是近十幾年發(fā)展起來的一個研究熱點。 LabVIEW是 NI公司開發(fā)的集數(shù)據(jù)采集 、數(shù)據(jù)分析和圖形顯示為一體的虛擬儀器軟件。它可以方便地按照需要組建虛擬儀器系統(tǒng)并可隨時根據(jù)需要進行擴充。 LabVIEW具有功能強大的數(shù)學分析庫和信號處理能力 , 包括統(tǒng)計、回歸分析、線性代數(shù)、信號生成算法、時域和頻域算法等 , 可滿足各種計算和分析需要。 本課題通過電機振動檢測系統(tǒng)的 虛擬儀器 設計，在軟件層面上完成了數(shù)據(jù)采集，信號時、頻域動態(tài)顯示，采集數(shù)據(jù)的存儲、分析結果打印等內容。此外還通過 FFT對信號進行頻域分析，利用小波包變換算法對數(shù)字信號進行信噪分離處理。相比于傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)成本更低、系統(tǒng)抗干擾能力強，而且 大大提高了電機振動故障診斷的自動化水平 ,可以及時發(fā)現(xiàn)電機的早期故障 ,保證電機的正常運 行。 研究現(xiàn)狀 近年來，各國虛擬儀器公司開發(fā)了不少虛擬儀器開發(fā)軟件平臺。 其中 最具影響的開發(fā)平臺是 National Instruments公司的 LabVIEW軟件。虛擬儀器的突出優(yōu)點是可以利用 PC機組成各種靈活的虛擬儀器系統(tǒng)，它可以通過各種不同的接口總線，組建不同規(guī)模的自測試系統(tǒng)。它可以與不同的接口總線 連接 ，將虛擬儀器、帶接口總線的各種電子儀器或各種插件單元調配并組建成中小型甚至大型的自動調試系統(tǒng)。 在工業(yè)自動化 領域，為了保證大型電機設備安全可