【正文】 你們的提議對我以后的發(fā)展具有很強的指導(dǎo)性意義。對王老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。王老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。參考文獻(xiàn)[1]韓紀(jì)慶、張磊、 [M].北京：清華大學(xué)出版社，2022.[2]易克初、田斌、 [M].北京：國防工業(yè)出版社 2022.[3]梅宏(譯). 軟件工程[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版，2022.[4]陳平、[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2022.[5]侯俊杰深入淺出 LabVIEW 第二版[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2022.[6] 程序設(shè)計實例詳解 [M]. 北京：人民郵電出版社，2022.[7]王珊、(第四版) [M].北京：高等教育出版社，2022.[8][M].北京：人民郵電出版社，2022.[9][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[10]榮欽科技．信號處理與分析[M].北京：北京科海電子出版社，2022.[11] LabVIEW 程序設(shè)計 [M].北京：清華大學(xué)出版社，2022.[12] National User Manual[M].Texas: National Instruments，2022.[13] 駱金龍. 虛擬儀器綜述[EB/OL]. /=28373(中國儀器儀表信息網(wǎng))，.[14] LabVIEW 教程 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，.[15]陳錫輝，張銀鴻 . 程序設(shè)計從入門到精通 [M].北京：清華大學(xué)出版社，.[16]零點工作室，劉剛，王立香，張連俊. 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Using LabVIEW for applying mathematical models in Representing Phenomena Original Research Article[J].Computers amp。可以在腳本節(jié)點的快捷菜單中選擇Add Input/Add Out put 添加輸入輸出。還可以對節(jié)點增加輸入、輸出變量，這些變量在程序運行時，起到在 LabVIEW 和 MATLAB 間傳遞參數(shù)的作用。添加節(jié)點后就可以按照 MATLAB的語法要求在節(jié)點中編寫 MATLA B 程序，完成后通過單擊 Export 將程序保存到選定的目錄中。此處選擇 MATLAB Script，從選擇菜單中可以看出與其有關(guān)的菜單項。（4）應(yīng)在聲音處理過程中加入噪聲處理模塊，處理思路如下：降噪方法可以應(yīng)用 MATLAB 中小波降噪：具體方法如下：在 labVIEW 中調(diào)用 MATLAB Script 節(jié)點，MATLAB Script 節(jié)點使得用戶既可以將 MATLA 程序?qū)氲搅鞒虉D中，又可以在流程圖中根據(jù) MATLAB 程序的語法編輯MATLAB 程序。針對本系統(tǒng)的研究，以下幾個方面在以后還需要深入的研究：（1）本系統(tǒng)僅是對聲音信號處理過程的基本參數(shù)信息進(jìn)行了提取與分析，沒有體現(xiàn)分析出聲音信號各基本信息之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性；（2）端點檢測是聲音信號處理過程中十分重要的一個組成部分，而且有著廣闊的市場前景。在聲音信號處理過程中，聲音信號特征的分析與提取一直是研究者們關(guān)注的焦點。 展望未來風(fēng)扇故障檢測技術(shù)是計算機(jī)智能接口與人機(jī)交互的重要手段之一。在進(jìn)行同類實驗的設(shè)計時，應(yīng)采用同級別的聲卡作為信號采集設(shè)備。因此，本文中所陳述的方案僅僅是一般性實驗平臺的設(shè)計方案，對于要求測量精度高，測試范圍廣的情況，本方案是不太適用的。本文提出的基于 LabVIEW 利用聲卡作為音頻數(shù)據(jù)采集設(shè)備而構(gòu)建的風(fēng)扇故障檢測系統(tǒng)，雖然具有較高的性價比，但由于受多種客觀因素的制約，還存在一些不足，有許多工作有待開展：聲卡作為普通的 A/D 設(shè)備，其對信號的采集功能具有一定的局限性。以虛擬儀器檢測系統(tǒng)代替現(xiàn)行的依靠人耳辨別風(fēng)扇出廠性能，本設(shè)計更具實用性與可靠性。二，系統(tǒng)中的缺乏除噪環(huán)節(jié)并不能很好的達(dá)到除噪效果，噪聲干擾依然存在。通過實驗結(jié)果可以得出結(jié)論，此風(fēng)扇故障檢測系統(tǒng)能在一定的環(huán)境下正常工作，能夠在較小的閾值范圍內(nèi)檢測出風(fēng)扇故障。第二，有噪聲環(huán)境試驗通過進(jìn)行試驗，首先驗證測試系統(tǒng)在噪聲環(huán)境下能夠正常工作，測試方法同上，顯示基波頻率在正常的閾值范圍內(nèi)。圖 快速傅里葉變換得到的相頻與幅頻波形噪聲環(huán)境下，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)正常運轉(zhuǎn)與故障時分別得到的基波頻率，如圖 所示。圖 風(fēng)扇聲音采集監(jiān)控信號由信號分析得出的幅度譜或功率密度曲線（由布爾原件控制波形顯示） ，如圖 所示。圖 快速傅里葉變換得到的相頻與幅頻波形噪聲環(huán)境下，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)正常運轉(zhuǎn)得到的兩次基波頻率，如圖 所示。圖 風(fēng)扇聲音采集監(jiān)控信號由信號分析得出的幅度譜或功率密度曲線（由布爾原件控制波形顯示） ，如圖 所示。圖 快速傅里葉變換得到的相頻與幅頻波形安靜環(huán)境下，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)正常運轉(zhuǎn)得到的基波頻率與故障時的基波頻率，如圖 所示。 圖 風(fēng)扇聲音采集監(jiān)控信號由信號分析得出的幅度譜或功率密度曲線（由布爾原件控制波形顯示） ，如圖 所示。圖 快速傅里葉變換得到的相頻與幅頻波形安靜環(huán)境下，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)無故障得到的兩次基波頻率，如圖 所示。圖 風(fēng)扇聲音采集監(jiān)控信號由信號分析得出的幅度譜或功率密度曲線（由布爾原件控制波形顯示） ，如圖 所示。這就要求設(shè)計者在開發(fā)程序的過程中一定要仔細(xì)地把好每一關(guān)，在模塊內(nèi)部將錯誤清除，才能減輕最終程序調(diào)試的難度。5）保存連線值可以通過單擊保存連線值按鈕，在程序運行時保存流過連線的數(shù)據(jù)流的值。該窗口總是被顯示在前面板窗口或框圖窗口的上面。從 Tools 工具模板選擇探針工具，再用鼠標(biāo)左鍵點擊探針的連接線。也可以點擊暫停按鈕，這樣程序?qū)⑦B續(xù)執(zhí)行直到下一個斷點。當(dāng) VI 程序運行到斷點被設(shè)置處，程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點以閃爍表示。使用斷點工具時，點擊設(shè)置或者清除斷點的地方。3）斷點與單步執(zhí)行為了查找程序中的邏輯錯誤，希望框圖程序一個節(jié)點一個節(jié)點地執(zhí)行。2）設(shè)置執(zhí)行程序高亮在 LabVIEW 的工具條上有一個畫著燈泡的按鈕，這個按鈕叫做“高亮執(zhí)行”按鈕點擊這個按鈕使該按鈕圖標(biāo)變成高亮形式，再點擊運行按鈕，VI 程序就以較慢的速度運行，沒有被執(zhí)行的代碼灰色顯示，執(zhí)行后的代碼高亮顯示，并顯示數(shù)據(jù)流在線的數(shù)據(jù)值。這時這個按鈕被稱作錯誤列表。有些節(jié)點或子 VI 的一些輸入或輸出接線端必須連接，不能置空。 運行 VI在運行 VI 之前，必須保證 VI 是可運行的，導(dǎo)致 VI 斷開的常見情況有：1）數(shù)據(jù)類型不匹配或存在沒有連接的連線端，導(dǎo)致程序框圖中有斷線。第四章 風(fēng)扇故障檢測設(shè)計調(diào)試與運行在創(chuàng)建或編輯完成一個 VI 對象后，需要通過調(diào)試來排除 VI 對象中的問題。另外，Sxx（f）還表明了信號的功率密度沿頻率軸的分布狀況，因此稱Sxx（ f）為自功率譜密度函數(shù)。 　　當(dāng)隨機(jī)信號均值為零時，自相關(guān)函數(shù)和自功率譜密度函數(shù)互為傅立葉變換對。功率譜是隨機(jī)過程的統(tǒng)計平均概念，平穩(wěn)隨機(jī)過程的功率譜是一個確定函數(shù)。功率譜的概念是針對功率有限信號的（能量有限信號可用能量譜分析），所表現(xiàn)的是單位頻帶內(nèi)信號功率隨頻率的變換情況。通過功率譜密度函數(shù)，可以看出隨機(jī)信號的能量隨著頻率的分布情況。功率譜具有單位頻率的平均功率量綱。一般用具有統(tǒng)計特性的功率譜來作為譜分析的依據(jù)。短時功率譜（自功率譜）功率譜估計是數(shù)字信號處理的主要內(nèi)容之一，主要研究信號在頻域中的各種特征，目的是根據(jù)有限數(shù)據(jù)在頻域內(nèi)提取被淹沒在噪聲中的有用信號。頻譜配置方法如圖 所示。頻譜分析后面板如圖 所示。頻域分析主要是通過選項對波形進(jìn)行頻譜分析，在這里頻譜分析主要有功率譜密度、幅度譜兩種，這充分體現(xiàn)了設(shè)計程序的高效性，用開發(fā)程序，大大提高了程序的開發(fā)效率，就是信號的某些特征在頻域上隨功率的分布關(guān)系功率譜就是功率與頻率之間的關(guān)系曲線功率譜估計就是基于有限的數(shù)據(jù)尋找信號。下面就信號分析虛擬實驗系統(tǒng)的譜分析部分的設(shè)計進(jìn)行介紹。LabVIEW 中對信號的頻域分析主要是在對信號進(jìn)行 FFT 分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在信號分析和處理過程中，有時候僅對信號進(jìn)行時域分析并不能完全揭示出信號的全部特征，這就要求對信號進(jìn)行頻域分析。時域分析方法完全是在時間域中分析信號，時間分辨率理論上可以達(dá)到無窮大，但頻率分辨率為零，而頻域分析方法則相反。諧波失真分析后面板如圖 所示。故實驗以經(jīng)過諧波失真分析后得到的基波頻率作為檢測風(fēng)扇是否故障的主要依據(jù)。由于放大器不夠理想，輸出的信號除了包含放大了的輸入成分之外，還新添了一些原信號的 1 倍、2 倍、3 倍，……，甚至更高倍的頻率成分諧波，致使輸出波形走樣，這種因諧波引起的失真叫做諧波失真。時域分析主要完成對信號瞬態(tài)特征參數(shù)提取和諧波失真分析，并基于用戶測量，測試的需要，可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展測量功能，時域分析主要提取單頻信號的特征參數(shù)幅值，頻率，相位，偏移，最大值，最小值等。所以在時域分析過程中采用的諧波失真分析就是在這種短時平穩(wěn)假定下從時域來分析的一些物理參量。但是，由于聲音的形成過程是與物體運動密切相關(guān)的，這種物理運動比起聲音振動速度要緩慢的多，因此聲音信號常?？杉俣槎虝r平穩(wěn)的，即在 10～20ms 這樣的時間段內(nèi)，其頻譜特性和某些物理特征參量可近似地看作是不變的。時域分析具有簡單直觀、清晰易懂、運算量小、物理意義明確等優(yōu)點。底層服務(wù)層要滿足對聲音信號的基本操作，為分析處理階段進(jìn)行的各種分析與處理提供服務(wù)；分析處理層要對聲音信號分別在時域與頻域內(nèi)提取相應(yīng)的特征，例如功率譜及功率譜密度、相頻與幅頻信號，提取基波頻率等相關(guān)內(nèi)容。本設(shè)計同樣也完成了時域和頻域分析的一般功能。同時在信號采集時，要保障信號采集的實時性，這里的實時性指在采樣時間間隔內(nèi)完成對當(dāng)前信號的采集與分析。 圖 case 比較結(jié)構(gòu) 信號分析處理在信號采集過程中將所有采集到的信號保存是非常沒有必要意義的，只將有用的信息保存即可，并且全部保存的數(shù)據(jù)量也非常大，影響采集的速度。對于比較結(jié)果，用 case 結(jié)構(gòu)輸出。聲音檢測模塊的程序框圖如圖 所示。該模塊首先將兩個頻率作減法，得到一個差值，這一差值就體現(xiàn)了風(fēng)扇正常運行聲音與輸入聲音的匹配程度。具體框圖如下：聲音識別模塊是實現(xiàn)聲音識別功能的核心部分。1Hz。圖 信號處理的程序框圖圖 數(shù)據(jù)保存將基波頻率保存為 TXT 格式，保存至需要路徑，如圖 所示。首先將數(shù)字轉(zhuǎn)換為字符，然后通過 Write Characters To File 存入。添加 Case 結(jié)構(gòu)，條件為假時為存儲基波頻率，為真時為檢測是否存在故障。具體框圖如圖 所示。將數(shù)據(jù)通過 Scaled Time Domain Window， Harmonic Analyzer，輸出為以頻譜中峰值最大的那個頻率為基頻的各次諧波分量。具體框圖如圖 所示。為了對風(fēng)扇進(jìn)行實時監(jiān)測，循環(huán)中添加實時波形顯示。圖 聲音輸入清零子 VI 前面板該函數(shù)用于關(guān)閉聲卡采樣通道，釋放請求的一系列系統(tǒng)資源(包括緩沖區(qū)內(nèi)存，聲卡端口等)。 (3)讀取聲音輸入 SI ，如圖 所示。圖 啟動聲音輸入前面板該函數(shù)模塊是完成信號的讀取，當(dāng)收到輸入信號時，該函數(shù)將緩沖區(qū)的內(nèi)容讀取到函數(shù)程序中的數(shù)組里，生成一個數(shù)據(jù)的采樣單元集合。在配置聲音輸入完成后，可在程序運行中通過啟動聲音輸入采集子 vi，停止聲音輸入采集子 vi，來控制聲音信號的采集，停止。通過波形的顯示，最后把波形的其他參數(shù)以數(shù)字的形式都顯示出來。 采集部分應(yīng)用的主要 VI(1)配置聲音輸入子 VISI 的是對聲音輸入?yún)?shù)的一些設(shè)置，參數(shù)設(shè)置如圖所示 所示。使用 Loop 循環(huán)采集聲音樣本。前面板設(shè)計如圖 所示。顯件用于顯示檢測的結(jié)果，正常為綠色，不正常為紅色。開始控件用于顯示是否準(zhǔn)備好錄音（當(dāng)變?yōu)榫G色時，可以錄音） 。而當(dāng)單批量寫入硬盤的數(shù)據(jù)過多時，又會出現(xiàn)從用戶緩存讀取數(shù)據(jù)過快，可能會讀出空數(shù)據(jù)的錯誤，所以這幾個參數(shù)必須互相配合設(shè)定才能使采集卡獲得良好的采集和數(shù)據(jù)存儲的性能。緩沖大小設(shè)置由于用戶緩存的大小受計算機(jī)內(nèi)存空間大小的限制，不可能無限大，在使用過程中，只能盡量設(shè)得比較大，一般可以設(shè)為內(nèi)存的十分之一左右。聲卡虛擬儀器的這種寬頻帶特性，給基于聲卡的聲波測深、振動信號測試、實驗室教學(xué)用虛擬儀器的研究與開發(fā)提供了一個高性能的采集平臺?；緟?shù)設(shè)定人耳可以感覺的頻率范圍在 20Hz 到 20kHz 之間，