【正文】 都是單一的，而是多種信號摻合而成的，所以我們對信號分析之前往往要經(jīng)過處理，例如對信號進行多次采樣后平均，濾波掉噪聲信號等等。本次設計的平均數(shù)量設定為10次，實驗臺的前面板有重新平均的按鈕，在我們設定好信號的頻率以及噪聲大小之后，按下重新平均按鈕，便可以得到平均后的信號波形。 頻域平均實驗臺 頻域平均實驗臺的程序框圖 奈奎斯特圖（Nyquist）頻率特性是一種復變函數(shù)，相頻特性φ(ω)和幅頻特性A(ω)也是輸入信號頻率ω的函數(shù)。常用的頻率特性的圖示方法有對數(shù)坐標圖（伯德圖）以及極坐標圖（奈奎斯特圖）。 比例環(huán)節(jié)的極坐標圖積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為：Gs=1s (317)因此其頻率特性為：Gjω=1jω=j1ω (318)我們?nèi)≥敵鱿禂?shù)為1，輸入系數(shù)為4和0。： 微分環(huán)節(jié)的極坐標圖慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為：Gs=1Ts+1 (321)因此其頻率特性為：Gjω=1jTω+1=1jTω1+T2ω2 (322)我們?nèi)≥敵鱿禂?shù)為1，輸入系數(shù)為4和1。因此這個頻率特性為：Gjω=ωn2ω2+j2ξωnω+ωn2=ωn2(ωn2ω2j2ξωnω)(ωn2ω2)2+4ξ2ωn2ω2 (324)我們?nèi)≥敵鱿禂?shù)為1，輸入系數(shù)為1。奈奎斯特圖和伯德圖的實驗直接在LabVIEW上制作，需要下載與之相關的工具包（比如仿真工具包與控制設計中有可以直接制作奈奎斯特圖和伯德圖的相關控件），但是操作相對很麻煩，新的控件應該如何使用也是一個問題，因此本次的實驗要調(diào)用MATLAB這一功能來顯示奈奎斯特圖以及伯德圖。調(diào)用MATLAB的語句如下：num=[a1 a2 a3 a4]。sys=tf(num,den)。grid on程序設定了分子分母各有4個可修改的系數(shù)。下面來介紹下如何在LabVIEW中調(diào)用MATLAB。有兩種方法可以向腳本節(jié)點中輸入MATLAB的腳本。(2)可以直接導入寫好了的腳本,方法是使用鼠標右鍵單擊MATLAB腳本,從快捷菜單中選擇導入鍵,從打開的選擇腳本對話框中選擇要導入的內(nèi)容并單擊打開MATLAB腳本，文本內(nèi)容將出現(xiàn)在腳本節(jié)點之中。在制作的過程當中，我們需要為MATLAB腳本中的變量添加一個輸入輸出的變量。當輸入輸出變量出現(xiàn)在節(jié)點上以后，就可以給它們添加名字了。 伯德圖（Bode）伯德圖是指通過對未知的系統(tǒng)輸入一系列頻率不相同的正弦信號，通過測量輸出信號的相位和幅值，能夠得到對應不同頻率下該系統(tǒng)對輸入信號的幅值和相位的作用，因而得到系統(tǒng)的內(nèi)部結構。但是伯德圖就是在輸入的所有頻率上（在這里面包含我們所說的低、中、高頻段），對相應的每個頻率段取幾個點，然后再進行運算，算它的增益和相位差，之后再轉(zhuǎn)換成對數(shù)，然后就可以在伯德圖上描點做圖了。我們?nèi)≥敵鱿禂?shù)為4，輸入系數(shù)為0和1。我們?nèi)≥敵鱿禂?shù)為1，輸入系數(shù)為4和0。在這里應當注意到，積分環(huán)節(jié)和微分環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標圖（包括對數(shù)幅頻特性圖和對數(shù)相頻特性圖）都是關于橫坐標對稱的。：慣性環(huán)節(jié)的頻率特性為：Gjω=1jTω+1=1jTω1+T2ω2 (328)系統(tǒng)的對數(shù)相頻特性圖是一個中心對稱的曲線。：震蕩環(huán)節(jié)的頻率特性為：Gjω=1T2ω2+j2ξTω+1=ωn2ω2+j2ξωnω+ωn2 (329)我們?nèi)≥敵鱿禂?shù)為1，輸入系數(shù)為1。在圖形的左邊，lgω→∞，即ω→0時，∠Gjω的值近似于0；當ω=ωn時，∠Gjω=π2，為曲線的對稱中心；在圖形的右邊lgω→+∞，即ω→+∞，∠Gjω的值近似于π。如果阻尼比越大，曲線的過度頻率范圍則越寬；阻尼比越小，曲線斜率變化就會越明顯。調(diào)用MATLAB的方法在上一節(jié)已經(jīng)說過。伯德圖的程序框圖中MATLAB調(diào)用代碼如下：num=[a1 a2 a3 a4]。H=tf(num,den)。grid on程序同樣設計了4個可修改的分子分母系數(shù)。rie de Fourier，或譯為傅立葉級數(shù)）一種特殊的三角級數(shù)。無論任何周期信號，只要滿足狄利克雷條件（在一個周期內(nèi)，如果有間斷點存在，則間斷點的數(shù)目贏是有限個，極大值和極小值的數(shù)目應該是有限個，信號絕對可積）就可以分解成直流分量以及許多的正弦和余弦分量。通常把頻率為f1的分量稱為基波，頻率為2f3f1...等分量分別成為二次諧波、三次諧波...等等。一般說來。周期信號f(t),周期為T1，基波角頻率為ω1=2πT1，在滿足狄氏條件時可展成：ft=a0+n=1∞ancosnω1+bnsinnω1t(330)成為三角形式的傅立葉級數(shù)，其系數(shù)：直流分量： a0=1Tt0t0+Tftdt(331)余弦分量的幅度：an=2Tt0t0+Tftcosnω1tdt(332)正弦分量的幅度：bn=2Tt0t0+Tftsin?(nω1t)dt(333)余弦形式：ft=c0+n=1∞cos?(nω1t+φn)(334)正弦形式：ft=d0+n=1∞dnsin?(nω1t+θn)(335)成為指數(shù)形式的傅立葉級數(shù)為：ft=n=∞∞Fnω1ejnω1t(336)那么要怎樣才能做傅立葉級數(shù)呢？就是把這些頻率的正弦以及余弦函數(shù)找出來就行了。F(t)是個方波，他是由各級sin和cos函數(shù)所組成：fTt=a02+n=1∞(ancosnωt+bnsinnωt)(337)由于f(t)是偶函數(shù)，所以bn=0。將各頻率的正弦和余弦函數(shù)分別找出并制作，最終無限疊加從而得到理想波形。程序框圖中頻率的設定，都是經(jīng)過多次試驗后，得出的一個定值，在這個頻率的下面，試驗圖形則可以顯示的最直觀，能更好分辨波形以及獲取參數(shù)。通過調(diào)節(jié)各級諧振波形的頻率、相位以及采樣點數(shù)，從而來觀察波形的變化。理論上來講，讓無限個諧振波形相疊加，就可以得到理想的波形了。For循環(huán)位于“函數(shù)選板→編程→結構”的子選板之中，F(xiàn)or循環(huán)并不是立即出現(xiàn)，操作者可以從里面拖出放在程序框圖上面，并且可以自行調(diào)整它的大小和定位在適當?shù)奈恢?。輸入端指定將要循環(huán)的次數(shù)，該端子的數(shù)據(jù)表示類型是32位有符號的整數(shù)，如果輸入為0或者負數(shù)，則這個循環(huán)無法執(zhí)行并在輸出中顯示這個數(shù)據(jù)類型的默認值；輸出端顯示當前的循環(huán)次數(shù)，也同樣是32位有符號的整數(shù)，默認從0開始，依次增加1。頂端是選擇器標簽，在這里面有全部可以被選擇的條件，兩邊的按鈕則分別是減量按鈕和增量按鈕。在選擇器標簽中可以輸入單個值或者是數(shù)值列表和范圍。本次設計很多實驗都運用到條件結構，例如說明引用。通過對虛擬儀器技術的開發(fā)與研究，解決并節(jié)省了各行各業(yè)的開支，提高的生產(chǎn)效率。這是非常有意義的開發(fā)項目。這些問題是本次畢業(yè)設計中遇到的瓶頸。本次畢業(yè)設計所研究的是信號處理的頻域分析部分，還有很多頻域分析的方法不在本次設計之內(nèi)，比如頻閃儀的開發(fā)過于困難而因此放棄了。整合時域分析、頻域分析和信號處理三大模塊，本信號處理實驗平臺將是一個功能十分強大的高校虛擬信號處理實驗室，可以實現(xiàn)基本的信號處理有關實驗項目。參考文獻[1]楊樂平，李海濤，[M].北京：中國鐵道出版社,2004.[2][M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.[3]［M］.北京航空航天大學出版社，2004. 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The system consists of three subsystems: pressure acquisition, velocity acquisition and signal processing. In virtual pressure acquisition system, setting parameter, data acquisition, saving and printing are achieved by control of software and fulfill need of dynamic test. Furthermore, data acquisition card driver makes plug and play possible. Signal processing system consists of filter, FFT, joint time frequency and wavelet analysis. Some examples are also given. Keywords: virtual instrument, LabVIEW, data acquisition, velocity acquisition, filter, FFT, joint time frequency analyzer, wavelet transformI. Virtual Instrument Software LabVIEWFor exploring artillery internal principle and validating correctness of artillery models, everyone pursues accurate and true data, including engineers, technicians and researchers. But the artillery test system using now is unwieldy and out of time, an advanced test and analysis system of artillery basic parameter is badly needed. Our research recalls the need, and for the first time, it introduces virtual instrument technic into artillery test field.Virtual instrument LabVIEW is a graphic programming software used in fields as scientific calculation, process controlling and testing. LabVIEW has lots of function icons especially designed to deal with tasks such as acquiring data, controling instruments,analyzing signal and processing data. Furthermore, as open industry standard and general software development platform, LabVIEW provides various drivers for mon instruments.LabVIEW is powerful and it is an integrated software packages. In order to simulate the work of traditional instruments, LabVIEW provides various widgets, such as knobs, switches, meters and analog digital oscillograph. Moreover, designers can design widgets by themselves. LabVIEW