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农业工程信号计算机处理系统的研究

李永奎  
【摘要】: 由于传统信号检测分析设备功能单一、价格性能比高及检测系统组成繁琐等缺 点,传统设备已满足不了现代工程检测及数据分析的要求。快速发展的计算机技术, 为利用普通微机实现数字化检测分析提供了必要的技术条件。特别是近年来,美国 National Instruments公司提出“计算机虚拟仪器系统”概念,已逐步成为现代检测分析 系统发展的方向。鉴于上述观点,本文的研究力求从实际应用出发,开发出一套以通 用微机系统为底层,集成多种检测仪器功能于一体,使用方便,价格低廉的信号检测 与分析虚拟仪器系统。 本文首先对模拟信号处理分析系统的总体设计进行了论述,提出了系统总体设计 目标及各处理环节应完成的具体功能,给出了操作界面的布局及主要类的结构。 对处理分析有关数学模型建立过程的描述,及对数据结构及算法建立的分析,较 全面的阐述了系统设计的全过程。 系统中涉及到一些关键问题,属于本文提出的新的见解或新的解决方法主要有: 1)提出信号数据“场”的概念。一场数据是指一次连续采样信号数据序列,场内数 据具有相同的采样参数。并实现了多场数据统一浏览、统一存储等操作。 2)将多线程技术利用在采样过程中,实现采样与监视并发进行; 3)实现采样曲线的全方位的浏览操作,对显示区曲线可以实现平移、缩放、选择等 操作,而且在浏览过程中实现了信号的测量、标定等处理; 4)提出了多通道独立的多点标定的计算机算法,并在系统中实现; 5)利用系统仿真计算检验传递函数拟合结果,使用户直接检验拟合的程度; 6)实现了曲线的多种运算处理等。 这些功能的实现方法,对相似系统的设计具有一定的参考价值。 在离散系统信号采集与处理计算机系统设计方面,提出了利用阶跃信号的采集、 存储及显示方法、及阶跃信号处理分析方法,实现随机离散信号的处理与分析,这方 面的某些研究目前在国内应属于首创。 经实验室测试及实际运用表明,系统运行可靠,处理及分析结果正确,达到设计 要求。除完成一般功能外,还可以用于一些特殊目的,如瞬间状态的采集、事件计数 等。 本系统以WINDOWS9X为支持系统,采用面向对象程序设计方法进行系统描述, 以“类”为基本功能单元进行设计,充分利用计算机系统的各种资源,与其他相似系 统比较,在计算机软件开发方面具有自己的特点。


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