【正文】 信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色C H 1C H 5C H 2C H 6C H 4C H 3C H 8C H 9C H 1 4C H 7軟件通道名C H 0扭 矩T Q 6 6 0扭矩 J N 3 3 8 A變送器信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色A I A I A I A I A I A I A I A I A I A I 4 2位移變送器M電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色電源 + 紅色電源 棕色信號(hào) + 黃色信號(hào) 綠色第三章 硬件設(shè)計(jì)圖 311 數(shù)據(jù)采集接線圖 本章小結(jié)本章對(duì)該實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件部分做了詳細(xì)的介紹，利用了互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)博大的信息庫(kù)，從傳感器，數(shù)據(jù)采集卡，工控機(jī)的選型到傳感器在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的布置，以及對(duì)傳感器與整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的接線圖做了深入的調(diào)研，硬件部分是本課題所涉及不多的一部分，以上信息雖作為參考，但是具有一定的實(shí)際意義。同時(shí)，也為監(jiān)測(cè)軟件的編寫提供了依據(jù)。南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第四章 軟件設(shè)計(jì) 軟件功能分析根據(jù)項(xiàng)目要求，本系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)軟件應(yīng)具有以下功能：1．監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：（1）回轉(zhuǎn)支承在懸臂承載狀態(tài)下，載荷靜剛度曲線檢測(cè)。（2）無(wú)載荷靜態(tài)啟動(dòng)力矩測(cè)試。（3）有載荷靜態(tài)啟動(dòng)力矩測(cè)試。（4）有載動(dòng)態(tài)組力矩測(cè)試。（5）回轉(zhuǎn)支承承載（軸向力、徑向力、偏轉(zhuǎn)力矩）壽命檢測(cè)（運(yùn)轉(zhuǎn)速度可調(diào) 0~100轉(zhuǎn)/分）：2．需開(kāi)發(fā)的軟件功能：（1）數(shù)據(jù)可采集，保存，可調(diào)用已有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。（2）編程合理，界面形象，使用方便。（3）所有測(cè)量數(shù)據(jù)可數(shù)顯，并可保存，能在計(jì)算機(jī)上讀取。 程序編制過(guò)程簡(jiǎn)介 版本在以往版本的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。總的說(shuō)來(lái)，該版本相對(duì)來(lái)說(shuō)是一款編制程序較為容易的軟件。針對(duì)課題項(xiàng)目要求，程序要求具有顯示信號(hào)波形，保存，報(bào)警，及調(diào)用已有數(shù)據(jù)等功能，這就要求編程者學(xué)習(xí)一定的 LabVIEW 編程知識(shí)來(lái)完成。 建立 VI 程序首先，在 LabVIEW 的主菜單上選擇 File/New VI，新建一個(gè)空白 VI，這時(shí)，將同時(shí)打開(kāi) LabVIEW 的前面板和后面板，如圖 41 所示。也可在 LabVIEW 的啟動(dòng)界面，用快捷鍵“Ctrl+N ”可以快速新建一個(gè) VI，并彈出 VI 的前面板和后面板。第四章 軟件設(shè)計(jì)由于前面板是當(dāng)前面板，故在前面板上面浮動(dòng)顯示控件模板。圖 41 新建一個(gè) VI 顯示采集信號(hào)的波形在前面板上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中依次選取 Controls/Graph Indicators，并從中選擇函數(shù) Waveform Graph，單擊并選擇這個(gè)函數(shù)的圖標(biāo)，如圖 42 所示，將其拖放到前面板上，這時(shí)在后面板上會(huì)相應(yīng)的生成圖標(biāo) ，而編輯好的 VI 前面板如圖 43 所示。 圖 42 編輯前面板 圖 43 編輯后的 VI 前面板單擊菜單 Window/Show Block Diagram，或者按快捷鍵 “Ctrl+E”切換到后面板，在后面板上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中依次選擇 Programming/Signal Processing，如圖 44 所示。實(shí)際上用戶依次打開(kāi)了函數(shù)模板中的程序設(shè)計(jì)子模板和信號(hào)處理子模板。南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文圖 44 打開(kāi)信號(hào)處理子模板從信號(hào)處理子模板中選取 Waveform Generation（波形發(fā)生）子模板中的 VI——Basic Function Generator，如圖 45 所示。單擊選取這個(gè) VI，并將其拖放在后面板上。這時(shí)，將在后面板上顯示圖標(biāo) ，將鼠標(biāo)移近這個(gè)圖標(biāo)時(shí)可以發(fā)現(xiàn)圖標(biāo)顯示出一些數(shù)據(jù)端口 ，將鼠標(biāo)移近某一個(gè)數(shù)據(jù)端口，端口上將顯示出端口名稱，例如將鼠標(biāo)移近 Frequency（頻率）數(shù)據(jù)端口，圖標(biāo)將變?yōu)? 。圖 45 在波形發(fā)生子模板中選取 Basic Function 分別 將 鼠 標(biāo) 移 近 signal type（ 信 號(hào) 類 型 ） 、 frequency（ 頻 率 ） 、 amplitude（ 幅 值 ） 以及 phase（ 相 位 ） 數(shù) 據(jù) 端 口 ， 并 在 相 應(yīng) 數(shù) 據(jù) 端 口 上 單 擊 鼠 標(biāo) 右 鍵 ， 選 擇 Create/ Control， 建 立 控 制 量 。 在 Basic Function 的 signal out 數(shù) 據(jù) 端 口 上 單 擊 鼠 標(biāo)第四章 軟件設(shè)計(jì)左 鍵 ， 然 后 將 鼠 標(biāo) 移 近 后 面 板 上 Waveform Graph 圖 標(biāo) 的 數(shù) 據(jù) 輸 入 端 口 ， 單 擊 鼠 標(biāo) 左 鍵 ，這 時(shí) 在 Basic Function 的 signal out 數(shù) 據(jù) 端 口 和 Waveform Graph 的 數(shù) 據(jù) 輸入 端 口 之 間 將 連 接 一 條 短 線 ， 表 明 將 波 形 發(fā) 生 器 產(chǎn)生 的 信 號(hào) 數(shù) 據(jù) 輸 入 給 了 Waveform Graph 進(jìn) 行 顯 示 。最后在后面板上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選取 Functions/Execution Control，并選取 While Loop 函數(shù)，如圖 46 所示，在后面板上畫(huà)一個(gè)框圖，將后面板上所有的對(duì)象置于框圖之中。這項(xiàng)操作為程序加上了一個(gè) While 循環(huán)，讓波形發(fā)生器產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)持續(xù)的送給 Waveform Graph 加以顯示。這時(shí)程序的前、后面板分別如圖 47 和圖 48 所示。 圖 47 編輯好的 VI 前面板 圖 48 編輯好的 VI 后面板單擊工具欄上的運(yùn)行按鈕 ，運(yùn)行這個(gè) VI，將生成一個(gè)頻率、幅值、相位可調(diào)的波形發(fā)生器，波形包括正弦波、方波、三角波和鋸齒波，程序的運(yùn)行效果如圖 49 所示。圖 46 選取 While Loop 函數(shù)南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 圖 49 程序的運(yùn)行效果 采集信號(hào)的濾波處理為了使工況信號(hào)更能清楚簡(jiǎn)潔的顯示給監(jiān)測(cè)人員，往往對(duì)采集到的工況信號(hào)進(jìn)行濾波，達(dá)到監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確，和保證精度的目的。在前面的章節(jié)中，介紹了 LabVIEW 程序設(shè)計(jì)的中信號(hào)波形顯示的基本方法及其調(diào)試技巧，在這一節(jié)中，以“數(shù)字濾波器”這個(gè)實(shí)例，綜合應(yīng)用前面章節(jié)中介紹的方法，介紹如何編寫并調(diào)試“數(shù)字濾波器” 。（1）首先新建一個(gè) VI，打開(kāi)程序的前面板，從控件模板中的 Graph Indicator 子模板中選取 Waveform Graph 對(duì)象，并放置在前面板的適當(dāng)位置。（2）切換到后面板，從函數(shù)模板中的 Execution Control 子模板中選取 While Loop 函數(shù)，并在后面板拖出一個(gè)方框。（3）從函數(shù)模板中的 Analysis 子模板中選取兩個(gè) Sine ，置于 While 循環(huán)中，并將第一個(gè) Sine 的頻率設(shè)置為 1Hz，幅值設(shè)置為 1V；在第二個(gè) Sine 的 Frequency 和 Amplitude 兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)端口分別新建一個(gè) Control（控制量） 。（4）從函數(shù)模板中的 Numeric 子模板中選取加法函數(shù) ，置于 While 循環(huán)中，并將兩個(gè) Sine 的 signal out 輸出數(shù)據(jù)端口分別與加法函數(shù)的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)端口相連，將其輸出數(shù)據(jù)端口與 Waveform Graph 的輸入數(shù)據(jù)端口相連，即將兩個(gè)不同頻率、幅值的正弦信號(hào)相加，并將相加后的信號(hào)送給 Waveform Graph 來(lái)顯示。第四章 軟件設(shè)計(jì)（5）在 Waveform Graph 上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇 Create Local Variable，新建一個(gè)局部變量。并在該局部變量上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇 Change to Read。從函數(shù)模板中的 Signal Analysis 子模板中選取 Filter Express VI，并將其輸入數(shù)據(jù)端口與 Waveform Graph 的局部變量的輸出數(shù)據(jù)端口相連，通過(guò)局部變量將兩個(gè)正弦波相加得到的信號(hào)傳遞給濾波器進(jìn)行數(shù)字濾波。（6）在 Filter Express VI 的 Filtered Signal 輸出數(shù)據(jù)端口單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇 Create Graph Indicator，用于顯示濾波后的波形。（7）雙擊 Filter Express VI，打開(kāi)其“屬性 ”對(duì)話框，設(shè)置濾波參數(shù)。Filtering type（濾波器類型）選擇 Lowpass（低通濾波器） ，濾波器的 Cut off frequency（截至頻率）選擇 10Hz，濾波器的 Topology（拓?fù)漕愋停┻x擇 Butterworth，濾波器的階數(shù)選擇 3 階。View Mode（視圖模式）選擇 Signals。濾波器的“屬性”對(duì)話框如圖 410 所示。編輯好的程序的后面板如圖 411 所示。（8）切換到程序的前面板，合理調(diào)整前面板的對(duì)象，完成代碼的編輯。運(yùn)行程序，程序的運(yùn)行效果如圖 412 所示。圖 410 Filter Express VI 的【屬性】對(duì)話框南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文圖 411 “數(shù)字濾波器”例程的后面板圖 412 “數(shù)字濾波器”例程的前面板左邊的示波器窗口顯示了兩個(gè)頻率分別為 1Hz 和 30Hz，幅值為 1V 的正弦波的疊加結(jié)果，右邊的示波器窗口顯示了經(jīng)過(guò)低通濾波后的信號(hào)。可以明顯發(fā)現(xiàn)，高頻信號(hào)的幅值被極大地削減，顯露處 1Hz 低頻信號(hào)的波形，可見(jiàn)濾波器的設(shè)計(jì)是比較成功的。 保存采集信號(hào)的數(shù)據(jù)本課題均采用的電子表格文件形式對(duì)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。LabVIEW 提供了 Write To Spreadsheet 用于存儲(chǔ)電子表格文件，這個(gè)函數(shù)可以將一個(gè)一維或二維數(shù)組寫入文件，如果沒(méi)有在 file path 數(shù)據(jù)端口指定文件路徑，則程序會(huì)彈出一個(gè)【文件】對(duì)話框，提示用戶給出文件名。除了 file path 數(shù)據(jù)端口以外，此 VI 的 2D data 和 1D data第四章 軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)端口分別用來(lái)連接將要存儲(chǔ)為文件的二維和一維數(shù)組。Append to file？數(shù)據(jù)端口用于連接一個(gè)布爾型變量，如果變量的值為“真”則輸入的數(shù)據(jù)追加到已有文件的后面，如果是“假”則輸入的數(shù)據(jù)將覆蓋原有文件。Transpose 數(shù)據(jù)端口同樣也連接一個(gè)布爾型變量，如果是“真”則將輸入的數(shù)組做轉(zhuǎn)置運(yùn)算，然后將運(yùn)算的結(jié)果存儲(chǔ)為電子表格文件。在 Format 數(shù)據(jù)端口可以更改數(shù)組中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式。下面結(jié)合一個(gè)例程介紹 Write To Spreadsheet 的使用方法，步驟如下。（1）首先，新建一個(gè) VI，從函數(shù)模板中的 File I/O 子模板中選取 Write To Spreadsheet 置于 LabVIEW 的后面板。（2）用 For 循環(huán)產(chǎn)生 1000 個(gè)正弦數(shù)據(jù)及余弦數(shù)據(jù)， For 循環(huán)同 While 循環(huán)類似，只是前者指定了循環(huán)的次數(shù)而已。再分別將兩組數(shù)據(jù)用“寫電子表格 VI”存儲(chǔ)為電子表格文件，文件的路徑是“c:\” 。程序的后面板如圖 413 所示。圖 413 寫電子表格文件演示程序的后面板上面的程序?qū)?For 循環(huán)產(chǎn)生的正弦與余弦數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在電子表格文件 中，用Microsoft Excel 打開(kāi)這個(gè)文件，可以發(fā)現(xiàn)文件中有兩行，第一行為余弦數(shù)據(jù)，第二行為正弦數(shù)據(jù)，用 Microsoft Excel