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虚拟振动测试分析系统的研究

陈涛  
【摘要】: 在现代机械工业和机械工程中,振动测试、信号处理以及振动分析是十分重要的环节。随着计算机和软件技术的发展,虚拟仪器正在逐渐成为测试领域的发展方向,采用虚拟仪器实现振动测试与分析也成为振动测试的发展趋势。为此,本课题研究开发了以PC为硬件平台、以美国国家仪器(NI)公司开发的LabView软件为开发平台,配合必要的传感器、信号调理器和数据采集卡组成的多通道振动测试分析系统虚拟仪器。该系统在计算机上通过软件控制数据采集、进行信号处理分析并显示结果,能满足实际振动测试分析的需要。 论文首先对虚拟仪器以及LabVIEW软件作了简要介绍,然后分析了振动测试分析系统的组成和振动信号分析的理论,最后对开发的软件进行了测试验证。该系统运行于MicrosoftWindows 98环境下,数据采集、存储、处理和显示均采用模块化编程。数据采集包括自由采集和预触发采集两种,分别应用于随机信号和冲击信号的采集。软件的处理功能包括:数字滤波、时域加窗、自相关与互相关处理、均值和方差计算、概率密度和概率分布函数计算;在快速傅立叶变换(FFT)基础上计算自功率谱、互功率谱、频率响应函数、相干函数、倒频谱分析;基于短时傅立叶变换(STFT)的联合时频分析等。 本课题研究开发的测试系统虚拟仪器使用的是基于个人计算机插槽的数据采集卡和LabVIEW开发软件。实践证明,这种方案具有良好的扩展性和较高的性价比,并且易于开发,适合于工程人员使用。


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