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本课题来源于国家自然科学基金重点项目“土木工程结构振动的智能控制”(50038010)。 通用串行总线USB是自1980年串口和并口技术出现以来，最重要的计算机外设互联标准之一。它追求的是对外设的高速度和高通用性，USB具有易用、真正的热插拔、高性能和系统造价低廉等优点。数据采集系统是计算机与外部世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。设计时将USB通讯方式引入数据采集系统中，建立基于USB总线的单片机数据采集系统。上位机采用计算机控制，这不仅使得数据采集的质量和效率等大为提高，同时也节省了硬件投资；下位机选用技术成熟、可靠性高的嵌入式单片机控制A/D转换，利用USB总线实现上位机和下位机之间的数据传输。 随着计算机技术的发展，数字信号处理技术得到了越来越广泛的应用，它已成为现代科学技术必不可少的工具。离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform)并非泛指对任意离散信号取傅立叶积分，而是为适应计算机作傅立叶变换运算而引入的一个专用名词，所以DFT是适用于数字计算机计算的FT。快速傅立叶变换FFT是一种减少DFT计算时间的算法。Matlab语言以矩阵和向量为基本数据单位，其矩阵计算能力十分突出，用该语言进行信号的分析与处理设计效率高，能实现多种信号分析与处理算法，并完成庞大的计算任务。振动信号的分析处理是以数据采集系统的硬件为基础，主要由软件编程实现。信号分析系统主要对采集的信号完成时程显示、功率谱分析和传递函数分析等功能，采用在矩阵运算、数字信号处理、绘图等方面功能强大的Matlab语言由软件编程实现。 整个数据采集与处理系统的设计是围绕结构振动控制中振动信号的采集与处理进行的，设计时将先进的USB技术与成熟的单片机数据采集系统有机结合在一起，同时利用Matlab的强大的计算功能设计了频谱分析模块。所设计的数据采集和振动信号的频谱分析两个部分既可当作一个整体使用，也可分开使用使得设计与使用时更加灵活。