【正文】 ）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否 有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱教師評(píng)價(jià)： 一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文 （設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 基于虛擬儀器 的 風(fēng)扇 故障檢測(cè)系統(tǒng) 摘要 風(fēng)扇 故障檢測(cè)在風(fēng)扇出廠過程中得到廣泛應(yīng)用， 目前廣泛采用的方法有振動(dòng)診斷技術(shù)和聲頻診斷技術(shù)，但振動(dòng)診斷技術(shù)是接觸式測(cè)量，需克服測(cè)試線線體振動(dòng)的影響， 設(shè)備結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，速度慢 。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 （ 畢業(yè) 論文） 題 目： 基于虛擬儀器的風(fēng)扇 故 障檢測(cè)系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué) 校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 本文采用基于虛擬儀器的音頻故障診斷系統(tǒng)，構(gòu)建高精度，低成本，功能靈活的故障 診斷系統(tǒng)。 系統(tǒng)經(jīng)過測(cè)試，滿足了風(fēng)扇故障檢測(cè)的需求，具有成本低廉 ， 檢測(cè)方便，性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)， 可以推廣到聲音識(shí)別、環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量等多種領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。 fault diagnosis。而且檢測(cè)速度慢 ，勞動(dòng)強(qiáng)度大。在傳感器技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，虛擬儀器技術(shù)在數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析等方面都成為了領(lǐng)先的開發(fā)平臺(tái)。在 LabVIEW環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了音頻信號(hào)的采集分析及數(shù)據(jù) 處理 。 運(yùn)行環(huán)境 本設(shè)計(jì)以虛擬儀器作為運(yùn)行環(huán)境。 ，而不是事先由廠家定義好的。 虛擬儀器簡(jiǎn)介 由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子測(cè)量技術(shù)與儀器上的應(yīng)用，新的測(cè)試?yán)碚?、新的測(cè)試方法、新的測(cè)試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，在 許多方面已經(jīng)突破了傳統(tǒng)儀器的概念，使電子測(cè)量?jī)x器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的飛躍。使用者用鼠標(biāo)點(diǎn)擊虛擬面板，就可以操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件平臺(tái)，就如同使用一臺(tái)專用電測(cè)量?jī)x器。在國外，以 NI 公司、 HP 公司、 Tektronix 公司、 Racal 公司等為代表的著名儀器生產(chǎn)廠家都對(duì)虛擬儀器技術(shù)投入了大量的人力物力，研制出了不少優(yōu) 秀的硬件模塊與軟 件產(chǎn)品。 LabVIEW 用圖形語言 （ G 語言 ） 、圖標(biāo)和連線代替文本的形式編寫程序。 LabVIEW 是一個(gè)通用編程系統(tǒng)，它不但能夠完成一般的數(shù)學(xué)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算和輸入輸出功能，它還帶有專門的用于數(shù)據(jù)采集和儀器控制的庫函數(shù)和開發(fā)工具以及專門的數(shù)學(xué)分析程序包，基本上可以滿足復(fù)雜的工程計(jì)算和分析要求。 。 LabVIEW 簡(jiǎn)化了科學(xué)計(jì)算、過程監(jiān)控和測(cè)試軟件的開發(fā)，已經(jīng)在航空、航天、通信、汽車、半導(dǎo)體、電子、機(jī)械等世界范圍領(lǐng)域的眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 我國傳統(tǒng)儀器技術(shù)還比較落后，與國外相比，測(cè)量精度和可靠性均較低，且自動(dòng)化程度較低。 第二章 設(shè)計(jì)需求分析 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分 .考慮到市場(chǎng)上銷售的數(shù)據(jù)采集卡價(jià)格昂貴 ， 本系 統(tǒng)僅對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行采集處理 .本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 采用 PC 機(jī)自帶的聲卡作為聲音信號(hào)采集設(shè)備 .由 于聲卡采用 DMA（ 直接內(nèi)存讀取 ） 方式傳送數(shù)據(jù) ， 極大地降低了 CPU 占用率 ， 而且其具有 16 位的 A/D 轉(zhuǎn)化精度 ， 比通常 12 位 A/D 卡的精度高 ，對(duì)于許 多工 程測(cè)量和科學(xué)實(shí)驗(yàn)來說都是足夠高的 ， 其價(jià)格 卻比后者便宜得多 ， 完全符合本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 .軟件 設(shè)計(jì)部分利用 LabVIEW 軟件自帶的聲音處理模塊 配合其它常用功能模塊完成 . 硬件實(shí)現(xiàn) 聲卡一般有 Line In 和 Mic In 兩個(gè)信號(hào)輸入插孔，聲音傳感器 （ 本文采用通用的麥克風(fēng) ） 信號(hào)可通過這兩個(gè)插孔連接到聲卡。此外，將聲卡的 Line Out 端口接到耳機(jī)上 還可以實(shí)時(shí)的監(jiān)聽聲音信號(hào)。 ISA 總線向 PCI 總線的過渡，解決了以往聲卡與系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的瓶頸問題，同時(shí)也充分發(fā)揮了DSP 芯片的性能。當(dāng)然，它只適合采集音頻域的信號(hào)，即輸入信號(hào)頻率必須處于 20~20xx0Hz 的音頻范圍內(nèi)。聲卡的基本工作流程為：輸入時(shí)，麥克風(fēng)或線路輸入 （ Line In） 獲取的音頻信號(hào)通過 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行播放、錄音等各種處理；輸出時(shí)，計(jì)算機(jī)通過總線將數(shù)字化的聲音信號(hào)以 PCM（ 脈沖編碼調(diào)制 ） 方式送到 D/A 轉(zhuǎn)換器，變成模擬的音頻信號(hào)，進(jìn)而通過功率放大器或線路輸出 （ Line Out） 送到音箱等設(shè)備轉(zhuǎn)換為聲波，人耳偵測(cè)到環(huán)境空氣壓力的改變，大腦將其解釋為聲音。如果一首 MIDI 樂曲中的復(fù)音數(shù)超過了聲卡的復(fù)音數(shù)，則將丟失某些聲部，但一般不會(huì)丟失主旋律。位數(shù)越高，采樣精度就越高。 d） 聲道數(shù)：聲道數(shù)是衡量聲卡檔次的重要指標(biāo)之一 ，可以分為單聲道（早期聲卡采用）、準(zhǔn)立體聲（錄音時(shí)采用單聲道，放音時(shí)用立體聲）、立體聲（錄音和放音都是立體聲）、四聲道環(huán)繞（中高檔聲卡采用）和 聲道（用于各類傳統(tǒng)影院和家庭影院中）等。 e） 信噪比：以 dB（ Decibel，分貝）計(jì)算的信號(hào)最大保真輸出與不可避免的電子噪音的比率。所以測(cè)試總諧波失真時(shí)，是發(fā)出 1000Hz 的聲音來檢測(cè)，這個(gè)值越小越好。 LabVIEW 對(duì)聲音采集的設(shè)置默認(rèn)于其所處的操作系統(tǒng)，本文 使用的是最普通的聲卡，對(duì)于高級(jí)的聲卡采集信號(hào)時(shí)，要注意關(guān)閉如混響之類的一些特效，避免影響測(cè)量結(jié)果的真實(shí)性。眾所周知，計(jì)算機(jī)內(nèi)部參與運(yùn) 算的信號(hào)是二進(jìn)制的離散數(shù)字信號(hào)，而被采集的物理量一般是連續(xù)的模擬信號(hào)。 2） 數(shù)值斷續(xù) 把采樣信號(hào) xs（ nTs ） 以某個(gè)最小數(shù)量單位的 整數(shù)倍來度量 ， 這個(gè)過程稱為量化。模擬信號(hào)經(jīng)過 （ A/D） 變換轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過程稱之為采樣，信號(hào)采樣后其頻譜產(chǎn)生了周期延拓，每隔一個(gè)采樣頻率 fs，重復(fù)出現(xiàn)一次。 圖 信號(hào)正常采樣和欠采樣 聲卡的可行性分析 數(shù)據(jù)采集卡的功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。隨著DSP 技術(shù)的成熟，現(xiàn)在的 PC 聲卡本身就是一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它在音頻范圍內(nèi)有很平滑的頻率響應(yīng)，采樣頻率可達(dá) 192KHz，采樣深度可達(dá) 24 位，存儲(chǔ)深度極大，可完全利用計(jì)算機(jī)自身的內(nèi)存。從價(jià)格上講，即使是專業(yè)級(jí)聲卡，其價(jià)格也遠(yuǎn)低于同類的 A/D 或 D/A 卡（通常是有數(shù)倍到數(shù)十倍之差）。一個(gè)好的 聲卡，其噪聲電平可低于 100dB， 總和諧波失真 THD 低于 %，對(duì)于工程測(cè)量、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等用途而言，其各項(xiàng)指標(biāo)均可以滿足要求。此外， LabVIEW 提供的多線程技術(shù)可以使開發(fā)出來的系統(tǒng)流暢地運(yùn)行，并且模塊之間互不干擾，通過設(shè)計(jì)降噪模塊可以降低聲卡作為數(shù)據(jù)采集卡的輸入噪聲。 1） 第 一 個(gè)方案是用美國國家儀器（ NI）有限公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)、用LabVIEW 進(jìn)行軟件編程。這與第一個(gè)方案的不同之處依然是數(shù)據(jù)采集卡。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是充分發(fā)揮聲卡的數(shù)據(jù)采集性能，系統(tǒng)造價(jià)低、開發(fā)方便、系統(tǒng)移植能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是對(duì)低于 20Hz 的信號(hào)采集效果不理想，采樣精度不夠高、通道數(shù)量比較少（當(dāng)然，可以通過配置多塊聲卡來解決這個(gè)問題） ； LabVIEW 的多線程技術(shù)允許進(jìn)行多線程通信 ， 程序運(yùn)行開銷小、運(yùn)行更流暢。 許多程序太長(zhǎng)或太復(fù)雜，很難寫在一個(gè)單元中。器件或程序在邏輯上 被分為多個(gè) “黑箱子 ”，這些黑箱子都有指定的輸入和輸出，只要把各個(gè)單元之間的接口定好，各個(gè)單元的詳細(xì)設(shè)計(jì)就可以獨(dú)立進(jìn)行了。最后，測(cè)試整個(gè)模塊。而在單塊程序編程中，這樣的部分深埋在整個(gè)程序中，不易被其它的程序使用。模塊化編程可以簡(jiǎn)化程序修改的工作。此外，使用模塊化儀器建立的系統(tǒng)比 傳統(tǒng)的儀器具有更高的靈活性、測(cè)量精度、數(shù)據(jù)吞吐量和同步特性。因此，在此次 風(fēng)扇故障檢測(cè) 系統(tǒng)的開發(fā)中，始終堅(jiān)持模塊化編程思想，這樣可以少做許多無用功，從而取得更大的效益。整個(gè)程序可以分為：樣本聲音采樣子系統(tǒng)，待檢聲音采樣子系統(tǒng)，聲音 檢測(cè) 子系統(tǒng)等等。 另外本設(shè)計(jì)使用的是筆記本計(jì)算機(jī)，經(jīng)過測(cè)試表明：輸入信號(hào)頻率在 時(shí)，筆記本虛擬儀器采集的信號(hào)頻譜與理論信號(hào)的頻譜 基本一致，誤差小于 2%，而小于3Hz或大于 48kHz 后采集信號(hào)的頻譜誤差著增大，信