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虚拟仪器技术是计算机技术与仪器技术相结合的产物,代表了仪器的最新发展方向。它利用目前计算机系统的强大功能,结合通用化、标准化的硬件模块,以软件为核心实现系统的功能,大大突破了传统仪器以硬件为主体的模式。将虚拟仪器应用于测控领域,克服了传统测控系统的复用程度低、开发周期长等缺点,提升了测控系统在智能化、网络化、集成化、模块化等方面的性能。
论文首先分析了虚拟仪器的构成、分类和应用,以及测控系统的概念和发展趋势,然后在此基础上研究基于虚拟仪器技术的测控平台开发的设计方案,包括系统结构,硬件构建和应用软件的设计方法等。
平台采用PCI总线数据采集卡为核心,结合传感器、信号调理电路,构成硬件总体结构。软件上选用LabVIEW作为开发语言,运用模块化的设计方法,实现了信号的采集、存储、分析、控制和网络传输等功能。
平台主要分为以下模块:
数据采集模块是测控平台的核心内容,也是虚拟仪器的核心技术之一。详细介绍了数据采集模块的软件构成和具体实现,讨论了数据采集中的缓冲技术,以及相关参数的设置。
信号分析模块是将数字信号处理技术应用于虚拟仪器,分析和设计了虚拟信号发生器、虚拟示波器、虚拟信号分析仪,阐述了设计过程,简单讨论了其实验结果。
仿真控制模块中设计了控制系统的分析功能,描述了一般PID、改进PID和模糊PID控制算法,并在LabVIEW中实现了算法的仿真。
数据库模块和网络通信模块是对测控平台功能扩充,实现了数据的有效管理以及信息的远程传输和共享。
论文最后给出了测控平台的开发实例和误差分析。具有一定的示范作用,也为基于虚拟仪器技术的测控平台的深入研究和应用开发奠定了基础。