电气14级四个班级虚拟仪器课程设计题目2015秋季2016.1.18-22

虚拟仪器课程设计作业一、教学目标本课程旨在通过虚拟仪器的相关知识，使学生掌握虚拟仪器的基本概念、设计与应用。

在知识目标上，要求学生了解虚拟仪器的定义、分类及基本原理，掌握虚拟仪器的软件设计方法，以及熟悉虚拟仪器在工程实践中的应用。

在技能目标上，要求学生能够运用虚拟仪器软件进行简单的设计与仿真，具备实际操作虚拟仪器的能力。

在情感态度价值观目标上，培养学生对科技创新的兴趣，提高学生解决实际问题的积极性，培养学生的团队合作意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括虚拟仪器的基本概念、硬件平台与软件设计，以及虚拟仪器在各个领域的应用。

具体包括：虚拟仪器的定义与分类、虚拟仪器的硬件平台、虚拟仪器的软件设计方法、虚拟仪器在信号处理、通信、自动化等领域的应用案例。

三、教学方法针对本课程的特点和学生实际情况，将采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法。

讲授法用于向学生传授虚拟仪器的基本概念、原理和设计方法；案例分析法用于分析虚拟仪器在实际工程中的应用案例，使学生更好地理解和掌握知识；实验法用于培养学生的实际操作能力，提高学生的实践技能。

四、教学资源为了保证本课程的教学质量，将选择和准备相应的教学资源。

教材方面，将选择国内外的优秀教材，如《虚拟仪器技术与应用》等；参考书方面，将提供相关的学术论文、技术文档等，以丰富学生的知识体系；多媒体资料方面，将制作课件、视频等，以直观地展示虚拟仪器的原理和应用；实验设备方面，将配置相应的虚拟仪器软件和硬件平台，以满足学生的实践需求。

五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。

平时表现主要评估学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的积极性等；作业主要评估学生的实践能力，要求学生完成一定数量的实验报告和设计项目；考试则主要评估学生对虚拟仪器基本概念和原理的理解，以及运用所学知识解决实际问题的能力。

评估结果将以分数或等级形式给出，同时附以具体的评价和建议，以帮助学生了解自己的学习状况，进一步提高学习效果。

虚拟仪器程序课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解虚拟仪器的概念、原理及其在工程测试中的应用；2. 掌握虚拟仪器软件LabVIEW的基本操作与编程方法；3. 学会使用虚拟仪器进行数据采集、处理、分析及展示。

技能目标：1. 能够运用LabVIEW软件设计简单的虚拟仪器程序；2. 能够独立进行虚拟仪器的搭建与调试，解决实际测试问题；3. 能够通过虚拟仪器实验，培养实际操作能力及创新能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对虚拟仪器技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性；3. 培养学生团队协作精神，提高沟通与表达能力。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，注重培养学生的实际操作能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对新技术充满好奇，具有一定的探索精神。

教学要求：结合学生特点，采用案例教学、任务驱动等方法，引导学生主动参与，提高教学效果。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程及实际工作打下基础。

二、教学内容1. 虚拟仪器概述- 虚拟仪器定义、特点及发展历程- 虚拟仪器与传统仪器的区别与联系2. LabVIEW软件基础- LabVIEW软件安装与界面认识- 基本操作：创建、保存、打开、运行VI- 数据类型、控件与函数3. 虚拟仪器程序设计- 前面板设计：控件布局、属性设置- 框图程序设计：结构、循环、条件、事件结构- 数据采集、处理与分析4. 虚拟仪器应用实例- 搭建简单虚拟仪器系统，进行数据采集与显示- 结合实际测试需求，设计相应虚拟仪器程序5. 虚拟仪器实验- 实验一：虚拟温度计设计- 实验二：虚拟信号发生器设计- 实验三：虚拟频率计设计教学内容安排与进度：第一周：虚拟仪器概述、LabVIEW软件安装与界面认识第二周：LabVIEW基本操作与数据类型第三周：虚拟仪器程序设计（一）第四周：虚拟仪器程序设计（二）第五周：虚拟仪器应用实例分析与讨论第六周：虚拟仪器实验（一）第七周：虚拟仪器实验（二）第八周：虚拟仪器实验（三）教材章节关联：本教学内容与教材第3章“虚拟仪器技术”和第4章“LabVIEW编程及应用”相关。

湖南科技大学本科生课程设计（论文）南科技大学课程设计学生姓名:专业及班级:09030303182012年12月29日课程设计名称:《虚拟仪器》课程设计院:机电工程学院 指导教师：毛征宇郭迎福 王靖刘峥嵘测控三班口 号摘要LabVIEW是美国National Instruments（简称Nl）公司推出的图形化软件开发环境。

基于LabVIEW的虚拟信号频谱分析仪，可以产生一个周期信号并进行图形显示，信号的幅值、相位和频率可调，并对产生的周期信号，进行频谱分析并图形显示。

基于LabVIEW 的相关分析虚拟实验仪器，可以测试两个三角波信号的互相关函数以及测试4种典型信号的自相关函数。

关键词LabVIEW频谱分析互相关自相关第一章设计题目及要求1. 1 1.2虚拟信号频谱分析仪设计-•… 相关分析虚拟实验仪器设计--第二章2.12.2第三章3.13.2第四章第五章5.15.2第六章6.16.2第七章第八章8.18.2第九章第十章目录虚拟信号频谱分析仪的方案设计虚拟信号频谱分析仪的原理-- 总体方案设计的确定 ............虚拟信号频谱分析仪程序实现前面板的设计和规划•-程序框图设计 .........虚拟信号频谱分析仪的调试运行相关分析虚拟实验仪器的方案设计相关分析虚拟实验仪器的原理•总体方案设计的确定 .........互相关分析虚拟仪的程序实现前面板的设计和规划•程序框图设计 .......互相关分析的调试运行自相关分析虚拟实验仪器的程序实现前面板的设计和规划•程序框图设计 .......自相关分析的调试运行总结与体会• (3)• (8)10111214151619参考文献20第一章设计题目及要求1.1虚拟信号频谱分析仪设计设计要求和功能描述:要求：模拟产生一个周期信号（可选择方波、三角波、锯齿波等中的一个）并进行图形显示；信号的幅值、相位和频率可调；对产生的周期信号，进行频谱分析并图形显示。

虚拟仪器技术课程设计任务书一、设计目的1．培养学生综合运用虚拟仪器技术相关知识解决实际问题的能力。

2．培养学生正确的设计思想、严谨的工作作风及处理工程技术问题的独立工作能力。

3．让学生熟练掌握LabVIEW软件平台及其程序设计方法。

4．学习写技术文件的方法。

二、仪器设备1、信号发生器2、PCI－6023数据采集卡3、LabVIEW 7.0 Express软件4、PC机三、设计内容利用LabVIEW 7.0 Express软件及相应的虚拟仪器硬件平台开发一个简易的虚拟数字示波器，要求该示波器具有数据采集、信号显示、数据存贮及回放等功能。

四、设计说明书要求1．阐明设计思想并画出硬件接口设计图。

2．编写LabVIEW应用程序。

3．系统总调试。

4．存在问题和改进设想。

设计 虚拟数字示波器一、电子示波器的工作原理电子示波器的核心部件是阴极射线示波管(CRT)。

示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。

电子枪产生电子束，经聚焦后高速打在荧光屏上，使得相应的部位产生荧光，偏转系统形成的电场，控制电子束打在荧光屏上的位置。

涂有磷光物质的荧光屏就像画图的纸，电子枪产生的电子束就像是一支画笔，垂直偏转和水平偏转系统就像握笔的手，在荧光屏上真实、直观地描绘出一幅幅生动的波形图。

电子示波器的工作原理如图1所示。

图 1 电子示波器工作原理在不加任何偏转电压的情况下，电子枪产生的电子束将打在圆形荧光屏的中央位置，形成一个聚焦的光点。

在X 轴偏转板X1、X2上施加电压时，水平电场将使光点在水平方向左、右运动；在Y 轴偏转板Y1、Y2上施加电压时，垂直电场将使光点在垂直方向上、下运动；如果X 轴偏转板和Y 轴偏转板上同时施加电压，则光点沿X 方向和Y 方向合成运动的方向偏转，如图1-1(b)所示，光点显示的最终位置和X 、Y 方向的电场力大小有关，即z =。

如，设sin y m u U t ω=，cos x m u U t ω=，示波管X 方向和Y 方向的偏转灵敏度分别为S x 和S y ，假设S x =S y =1，则m z U ==，这说明光点运动的轨迹是半径为Um 的圆，以上的分析即为电子示波器的作为X-Y 显示仪使用个工作原理。

虚拟仪器技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解虚拟仪器技术的基本概念、原理及其在工程领域的应用。

2. 掌握虚拟仪器软件（如LabVIEW）的基本操作和编程方法。

3. 学会使用虚拟仪器进行数据采集、处理、分析及展示。

技能目标：1. 能够运用虚拟仪器技术设计简单的测试系统，完成信号的采集与处理。

2. 培养学生动手实践能力，提高他们运用虚拟仪器解决实际问题的能力。

3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够就虚拟仪器技术进行学术交流。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对虚拟仪器技术的兴趣，激发他们学习自然科学和工程技术知识的热情。

2. 培养学生严谨的科学态度，养成良好的实验操作习惯。

3. 增强学生的创新意识，鼓励他们勇于探索、实践，培养他们面对挑战的信心。

课程性质：本课程为高二年级工程技术类选修课程，旨在通过虚拟仪器技术教学，使学生掌握基本工程实践能力。

学生特点：高二年级学生对工程技术有一定的基础，具备基本的物理知识和实验技能，但对虚拟仪器技术了解较少。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与教学活动，实现课程目标。

通过本课程的学习，使学生能够将虚拟仪器技术应用于实际工程项目中，提高他们解决实际问题的能力。

后续教学设计和评估将围绕具体的学习成果展开，确保学生达到预期目标。

二、教学内容本课程教学内容依据课程目标，结合教材《虚拟仪器技术》进行选择和组织，主要包括以下几部分：1. 虚拟仪器技术概述- 了解虚拟仪器的定义、发展历程及应用领域。

- 分析虚拟仪器与传统仪器的区别和优势。

2. 虚拟仪器软件LabVIEW基础- 学习LabVIEW软件的安装、界面及基本操作。

- 掌握LabVIEW编程的基本概念，如数据类型、结构、函数和子VI。

3. 数据采集与处理- 学习数据采集卡的基本原理和使用方法。

- 掌握信号处理技术，如滤波、波形分析等。

4. 虚拟仪器应用实例- 分析典型虚拟仪器应用案例，如温度监测、振动测试等。

虚构仪器考试一试题及虚拟仪器设计考试试题一、简答题（ 30 分）1.什么是虚构仪器？虚构仪器与传统仪器的差别是什么？虚构仪器（ Virtual Instrument ,VI）是鉴于计算机的仪器。

计算机和仪器的亲密联合是当前仪器发展的一个重要方向。

大略地说这类联合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。

另一种方式是将仪器装入计算机。

以通用的计算机硬件及操作系统为依靠，实现各样仪器功能。

虚构仪器主假如指这类方式。

下边的框图反应了常有的虚构仪器方案。

传统仪器：重点是硬件、开发与保护花费高、技术更新周期长、价钱高价钱低、厂约定义仪器功能、系统关闭和固定、不易与其余设施连结虚构仪器：重点是软件、开发与保护花费低、技术更新周期短、而且可重用性与可配置性强、用户定义仪器功能、系统开放、灵巧、简单与其余设施连结2.一个最基本的虚构仪器程序（ VI ）包含哪三个部分前面板：交互式的用户界面。

程序框图：是程序源代码，用模块取代一般函数。

图标和连结器：用以辨别 VI 的接口，以便在创立 VI 时调用另一个 VI 。

当一个 VI 应用在其余3.DAQ系统的任务？ DAQ系统由什么构成？DAQ系统的任务就是丈量或生成物理信号。

DAQ系统的构成：传感器或变换器（被测物理量变换为电信号）信号调治 ( 放大、滤波、隔绝合适收集要求）数据收集装置（将数据传递给计算机）驱动程序（驱动硬件、供给给用程序的接口）硬件设施配置的管理软件应用软件和计算机（ LabVIEW等）二、设计题（ 70 分）1.建立 VI ，接收 5 个数字输入，将这些数字相加并在仪表盘上显示结果。

假如输入数的总和小于 8.0 ，则圆形指示灯亮。

（15 分）2. 建立 VI ，用下边公式计算最大心率：（20分）性别最大心率男女在前面板上搁置数值控件来输入年纪，搁置滑动开关来输入性别。

数值指示器显示最大心率。

使用公式节点计算心率公式。

3.建立 VI ，在前面板上搁置 3 个圆形 LED。

第1章1. 简述虚拟仪器概念。

参考答案：虚拟仪器是借助于强大的计算机软件和硬件环境的支持，建立虚拟的测试仪器面板，完成仪器的控制、数据分析和结果输出。

虚拟仪器是充分利用了常用台式计算机的计算、显示和互联网等，大大提高了效能。

以软件为中心的虚拟仪器系统为用户提供了创新技术，并大幅降低了生产成本。

通过虚拟仪器，用户可以精确地（用户定义）构建满足其需求的测量和自动化系统，而不是受传统固定功能仪器（供应商定义）的限制2. 虚拟仪器由哪些部分组成？参考答案：虚拟仪器是基于计算机的测试平台，由硬件系统和软件系统组成。

硬件包括计算机、各种I/O接口设备（采集卡和信号调理电路）和被测对象。

软件包括应用程序开发环境、仪器驱动层、虚拟仪器应用程序编程接口。

3. 虚拟仪器编程语言有哪些？参考答案：虚拟仪器开发工具一般可以分为两大类：通用软件开发环境和专用软件开发环境。

通用软件开发环境包括Borland公司的 C++ Builder、Delphi，Microsoft公司的VB、VC++、Visual Studio .NET等。

专用软件开发环境主要有Agilent公司的 VEE、 NI公司的 LabVIEW及Labwindows/CVI等。

4. LabVIEW语言和其他语言相比有什么特点？参考答案：LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。

LabVIEW是数据流驱动，它是以数据流来决定程序框图元素的执行顺序，而不是以命令的先后顺序来决定，需要输入参数的程序框图节点总是在向它提供参数的程序框图节点执行完毕后才执行。

5. LabVIEW前面板在系统设计中的作用是什么？参考答案：前面板是图形用户界面，可创建控制器和显示器控件，设计的界面可以模拟真实仪表仪器的前面板，用于设置输入和观察输出。

bVIEW程序框图在系统设计中的作用是什么？参考答案：LabVIEW使用程序框图来添加源代码。

湖南科技大学课程设计课程设计名称：《虚拟仪器》课程设计***名：***学院：机电工程学院专业及班级：测控三班学号：**********指导教师：毛征宇郭迎福王靖2012年12 月29 日摘要LabVIEW 是美国National Instruments(简称NI)公司推出的图形化软件开发环境。

基于LabVIEW的虚拟信号频谱分析仪，可以产生一个周期信号并进行图形显示，信号的幅值、相位和频率可调，并对产生的周期信号，进行频谱分析并图形显示。

基于LabVIEW 的相关分析虚拟实验仪器，可以测试两个三角波信号的互相关函数以及测试4种典型信号的自相关函数。

关键词 LabVIEW 频谱分析互相关自相关目录第一章设计题目及要求 (1)1.1 虚拟信号频谱分析仪设计 (1)1.2 相关分析虚拟实验仪器设计 (1)第二章虚拟信号频谱分析仪的方案设计 (2)2.1 虚拟信号频谱分析仪的原理 (2)2.2 总体方案设计的确定 (2)第三章虚拟信号频谱分析仪程序实现 (3)3.1 前面板的设计和规划 (3)3.2 程序框图设计 (4)第四章虚拟信号频谱分析仪的调试运行 (6)第五章相关分析虚拟实验仪器的方案设计 (8)5.1 相关分析虚拟实验仪器的原理 (8)5.2 总体方案设计的确定 (9)第六章互相关分析虚拟仪的程序实现 (10)6.1 前面板的设计和规划 (10)6.2 程序框图设计 (11)第七章互相关分析的调试运行 (12)第八章自相关分析虚拟实验仪器的程序实现 (14)8.1 前面板的设计和规划 (14)8.2 程序框图设计 (15)第九章自相关分析的调试运行 (16)第十章总结与体会 (19)参考文献 (20)第一章设计题目及要求1.1虚拟信号频谱分析仪设计设计要求和功能描述：要求：模拟产生一个周期信号（可选择方波、三角波、锯齿波等中的一个）并进行图形显示；信号的幅值、相位和频率可调；对产生的周期信号，进行频谱分析并图形显示。

电子测量与虚拟仪器综合训练课程设计报告江苏理工学院电气信息工程学院2015 年11月16日至2015 年12月4日目录前言 (1)第1章虚拟信号发生器设计 (1)1.1设计要求 (1)1.2设计思路与预期功能 (2)1.3系统设计介绍 (2).........................................................................................错误!未定义书签。

.........................................................................................错误!未定义书签。

1.4 虚拟信号发生器的各子模块设计 (3).........................................................................................错误!未定义书签。

.........................................................................................错误!未定义书签。

1.5测试与结果 (3).........................................................................................错误!未定义书签。

.........................................................................................错误!未定义书签。

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虚拟仪器课程设计虚拟仪器课程设计虚拟仪器课程设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：成绩：评语：第 1 页题目名称：基于LabVIEW温度监测虚拟仪器设计课课程设计名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：课程设计时间：同组人员：虚拟仪器课程设计虚拟仪器程设计基于LabVIEW温度监测虚拟仪器设计目录第 2 页虚拟仪器课程设计摘要：................................................................. ........................................................... 4 1. 虚拟仪器................................................................... (5)1.1虚拟仪器概述................................................................... ............................... 5 1.2虚拟仪器的通用仪器硬件平台................................................................... ... 7 1.3虚拟仪器的软件层次结构.............................................................................. 7 2. LaVIEW 的程序构成与模块简介 .................................................................. (9)2.1前面板................................................................... ........................................... 9 2.2程序框图................................................................... ..................................... 10 3. 设计要求及设计方案................................................................... .. (10)3.1设计要求................................................................... ..................................... 10 3.2设计方案................................................................... ..................................... 10 4. 设计内容................................................................... . (11)4.1基于虚拟仪器的数据采集设计....................................................................11 4.2基于虚拟仪器的温度检测设计....................................................................11 4.3显示及记录软件设计................................................................... ................. 12 5.程序的运行与调试................................................................... . (13)5.1程序的运行................................................................... ................................. 13 5.2程序调试技术................................................................... ............................. 14 5.3运行结果................................................................... ..................................... 15 5.4总程序框图................................................................... ................................. 16 6. 设计体会................................................................... .............................................. 17 7. 参考文献................................................................... . (18)第 3 页虚拟仪器课程设计摘要：虚拟仪器〔virtual instrumention〕是基于计算机的仪器。

课程教案课程名称：虚拟仪器实验任课教师：***所属院部：电气与信息工程学院教学班级：自动化1201-02、自动化卓越班1301教学时间：2015—2016 学年第 1 学期湖南工学院课程基本信息湖南工学院教案用纸p.1 实验一 LabVIEW软件基本操作（一）（设计性实验）一、实验目的1．了解LabVIEW的编程与运行环境。

2．掌握LabVIEW的基本操作方法，并编制简单的程序。

3．掌握使用调试工具调试VI程序。

4．掌握VI子程序的建立和调用过程。

二、实验原理与说明LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器集成环境) 是一个高效的图形化程序设计环境，也是一个功能强大而又灵活地仪器和分析软件应用开发工具。

它结合了简单易用的图形式开发环境与灵活强大的G编程语言，提供了一个直觉式的环境，与测量紧密结合，能让工程师与科学家们迅速开发出有关数据采集、测量控制、数据分析、存储及显示的解决方案。

现今数以万计的工程师、科学家以及技术人员正在使用LabVIEW来构建测量与自动化系统。

LabVIEW的基本编程环境，包括启动界面，前面板，程序框图，图标/连线板、菜单、工具栏、三大操作选板（工具选板，控件选板，函数选板）等。

在编程环境中可以创建、调试和调用VI，完成虚拟仪器的设计。

三、实验内容及任务1、创建自己的第一个VI。

创建一个VI，该VI功能：输入3个参数后，求其和，再开方。

2、子VI的创建与调用将上述VI创建成一个子VI，再编一个VI调用上述子VI。

四、实验报告要求1．调试编辑以上VI，按顺序打印以上VI的前面板与程序框图后，贴在实验报告上；实验报告中要求详细说明设计步骤要点。

2．理解基于数据流编程的基本编程思路。

3．总结VI基本编程的快捷操作。

4．简述VI程序有什么构成，其各部分的功能是什么。

5．思考：在前面板和框图程序中，如何区分控制器和指示器。

虚拟仪器相关课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解虚拟仪器的概念、原理及其在工程测试中的应用。

2. 掌握虚拟仪器软件LabVIEW的基本操作、编程方法及数据采集、处理与分析技巧。

3. 了解虚拟仪器在不同领域的实际应用案例，拓展知识视野。

技能目标：1. 培养学生运用LabVIEW软件设计简单的虚拟仪器系统，进行数据采集与处理的能力。

2. 能够独立完成虚拟仪器的搭建、调试与优化，提高实际操作技能。

3. 学会查阅相关资料，对虚拟仪器系统进行改进与创新，培养解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对虚拟仪器技术的学习兴趣，培养主动探索、勇于实践的精神。

2. 培养学生的团队合作意识，学会与他人共同解决问题，提高沟通能力。

3. 通过课程学习，使学生认识到虚拟仪器在现代工程技术中的重要性，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为专业选修课，以实践为主，理论联系实际，注重培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的电子技术、计算机编程基础，对新技术具有较强的好奇心，喜欢实践操作。

教学要求：结合学生特点，采用任务驱动、案例教学等方法，引导学生主动参与实践，提高综合运用知识的能力。

在教学过程中，注重分层教学，满足不同层次学生的学习需求。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为未来从事相关领域工作打下基础。

二、教学内容1. 虚拟仪器概述：介绍虚拟仪器的定义、发展历程、分类及其在现代工程测试中的应用。

教材章节：第一章 虚拟仪器概述2. LabVIEW软件基础：学习LabVIEW软件的安装、界面、操作方法、编程基本概念和流程。

教材章节：第二章 LabVIEW编程基础3. 数据采集与处理：学习虚拟仪器的数据采集原理、硬件接口、数据采集卡的使用及数据处理方法。

教材章节：第三章 数据采集与处理4. 虚拟仪器设计实例：分析不同领域的虚拟仪器应用案例，学习虚拟仪器的搭建、调试与优化。

教材章节：第四章 虚拟仪器设计实例5. 创新设计与实践：结合所学知识，指导学生进行虚拟仪器创新设计，提高实际操作和创新能力。

2012级《虚拟仪器》课程设计任务书课程设计题目：虚拟仪器原理及应用一、设计题目及任务学生可根据喜好和兴趣，从以下题目中选择一题或经老师同意的其它题目进行设计。

1、对仿真交流信号进行直流值和均方根值的分析与设计2、对仿真信号进行双边带傅里叶变换的设计FFT，是数字信号处理中最重要的变换之一，最基本的一个应用就是计算信号的频谱，通过频谱可以方便观察和分析信号的频率组成成分。

3、对仿真信号进行单边带傅里叶变换的设计4、对仿真信号进行数字FIR滤波器的设计“数字FIR滤波器”VI能够实现对单个波形或多个波形中的信号进行滤波。

如对多个波形进行滤波，VI将对各个波形保留单独的滤波器状态。

5、对仿真信号进行自相关周期信号检测的设计自相关函数的一个重要应用是检验信号中是否含有周期成分。

如果信号中含有周期成分，则自相关函数衰减很慢且具有明显的周期性。

6、对仿真信号进行拉普拉斯变换的设计拉普拉斯变换可以将一个信号从时域上转换为复频域（s域）上来表示，在线性系统、控制自动化等方面都有广泛的应用。

7、对仿真信号进行幅度谱和相位谱分析的设计利用幅度谱和相位谱VI可以计算实数时域信号的单边且已缩放的幅度谱，并返回幅度谱大小和幅度谱相位信息。

8、对仿真信号非均匀采样数据功率谱分析与设计功率谱是通过傅里叶变换得到的，而傅里叶变换的一个基本要求就是数据在时间轴上必须是等间距的。

在实际应用中，采样数据并不一定能满足这个条件。

一种办法是通过选择合适的插值方法使数据变得均匀。

另外一种有效的方法是通过Lomb归一化周期图算法，这种算法可以直接处理原始数据而无需关心数据采样间隔是否均匀。

非平均采样信号频谱VI就是将该算法封装起来，从而极大地方便用户对非均匀采样数据测处理。

9、对仿真信号进行Butterworth低通滤波器的设计Butterworth滤波器VI通过调用Butterworth系数VI，生成数字Butterworth滤波器。

其中滤波器类型接线端可以设置滤波器的通带，选项包括低通、高通、带通、带阻。

《虚拟仪器课程》课程设计题目：任意波形发生器学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：设计时间：2011-12-12～2011-12-18目录一、labVIEW介绍 (3)二、任意波形发生器的设计 (4)2．1小组任务分配 (4)2．2 仪器功能描述 (4)2．3任意波形发生器发生器的前面板 (4)2．4任意波形发生器的程序框图构成 (5)2. 5 波形产生设计 (6)三、设计小结 (11)一、labVIEW介绍LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器集成环境)是一个基于G（Graphic）语言的图形编程开发环境，在工业界和学术界中广泛用作开发数据采集系统、仪器控制软件和分析软件的标准语言，对于科学研究和工程应用来说是很理想的语言。

它含有种类丰富的函数库，科学家和工程师们利用它可以方便灵活地搭建功能强大的测试系统。

LabVIEW编程语言最主要的两个特点是图形化编程和数据流驱动：（1）图形化编程LabVIEW与Visual C++、Visual Basic、LabWindows/CVI等编程语言不同，后几种都是基于文本的语言，而LabVIEW则是使用图形化程序设计语言G 语言，用框图代替了传统的程序代码，编程的过程即是使用图形符号表达程序行为的过程，源代码不是文本而是框图。

一个VI有三个主要部分组成：框图、前面板和图标／连接器。

框图是程序代码的图形表示。

LabVIEW的框图中使用了丰富的设备和模块图标，与科学家、工程师们习惯的大部分图标基本一致，这使得编程过程和思维过程非常的相似。

多样化的图标和丰富的色彩也给用户带来不一样的体验和乐趣。

前面板是VI的交互式用户界面，外观和功能都类似于传统仪器面板，用户的输入数据通过前面板传递给框图，计算和分析结果也在前面板上以数字、图形、表格等各种不同方式显示出来。

**大学**学院《虚拟仪器技术》课程设计题目：虚拟功率分析仪设计专业：班级：学号：姓名：指导教师：完成日期：第一部分任务及指导书《模拟电子技术》课程设计任务指导书课题：虚拟功率分析仪设计虚拟功率分析仪是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。

本课题将结合虚拟功率分析仪的设计过程，了解使用基于图形化编程语言LabVIEW 进行虚拟仪器编程的方法与实现技术。

要求设计基于LabVIEW的虚拟功率分析仪，对同频率的正弦电压和正弦电流的有效值、相位差及其功率和瞬时功率进行了测试和显示，并给出连续信号经采样后电压和电流有效值、功率和相位等电信号参数测量原理。

并具有良好的可操作性和可维护性。

要求产生同频率的仿真电压、电流信号，它们的幅值、初相位、周期都可任意调节。

通过数据采集卡将信号送入计算机，通过调节各参数，可正确测量有效值、相位差和有功功率。

具体包括以下四个部分：（1）计算瞬时功率和显示瞬时功率的波形图；（2）计算相位差和功率因数；（3）计算有功功率；（4）计算电压有效值；一.设计目的（1）掌握LabVIEW软件编程方法（2）掌握LabVIEW硬件的应用（3）培养综合应用所学知识来指导实践的能力二.设计所用仪器及器件(1) NI公司的数据采集和信号调理卡。

NI DQA-6024卡，NI SC-2075卡各一套。

(2) PⅢ计算机一台。

(3)各种相关的实验材料和设备。

三.实物内容及要求（1）设计成果一份。

（2）课程设计论文一份。

四.进程安排1．布置任务、查阅资料，方案设计（两天）根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出详细的原理图。

2．上机在LabVIEW环境下按要求进行设计（三天）要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。

3．硬件的装配及调试（三天）使用数据采集卡进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。

4．总结报告（一天）五.课程设计报告内容总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：1．课程设计的目的和设计的任务2．课程设计的要求及技术指标3．总方案的确定并画出原理框图。

虚拟仪器 课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解虚拟仪器的定义、分类及其在工程领域的应用；2. 掌握虚拟仪器的原理、设计方法和操作流程；3. 理解虚拟仪器与传统仪器的区别及优势。

技能目标：1. 学会使用虚拟仪器软件（如LabVIEW）进行程序设计和数据采集；2. 能够独立设计简单的虚拟仪器系统，完成特定功能的测试；3. 培养学生运用虚拟仪器解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对虚拟仪器技术的兴趣，激发其探索精神；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协作能力；3. 引导学生认识虚拟仪器在现代社会中的重要作用，树立正确的技术观。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。

课程旨在使学生掌握虚拟仪器的相关知识，培养其实践操作能力，并在此基础上，激发学生的创新意识，提高其解决实际问题的能力。

通过本课程的学习，为学生未来在工程技术领域的进一步发展奠定基础。

二、教学内容1. 虚拟仪器概述- 虚拟仪器的定义、分类及发展历程- 虚拟仪器与传统仪器的区别及优势2. 虚拟仪器原理与设计- 虚拟仪器的硬件组成与工作原理- 虚拟仪器软件（LabVIEW）的基本操作与编程方法- 虚拟仪器的设计流程与案例分析3. 虚拟仪器应用实例- 数据采集与信号处理- 控制系统设计与仿真- 虚拟仪器在特定领域的应用案例4. 实践操作与项目设计- 虚拟仪器软件（LabVIEW）实操训练- 简单虚拟仪器系统的设计与实现- 团队项目设计、实施与展示教学内容按照上述四个部分进行组织，共计16课时。

其中，理论教学占8课时，实践操作占6课时，团队项目设计与展示占2课时。

教材参考《虚拟仪器原理与应用》一书，结合课程目标和教学大纲，确保内容的科学性和系统性。

教学内容安排和进度如下：第1-2课时：虚拟仪器概述第3-4课时：虚拟仪器原理与设计（一）第5-6课时：虚拟仪器原理与设计（二）第7-8课时：虚拟仪器应用实例第9-12课时：实践操作与项目设计（一）第13-15课时：实践操作与项目设计（二）第16课时：团队项目展示与总结三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的主动参与度和实践能力。

电气四个班级虚拟仪器课程设计题目12级《虚拟仪器》课程设计任务书一、设计题目及任务学生按分组组别从以下对应题目号中选择一题进行设计。

1.粮仓管理系统设计（利用labVIEW）（3-4人）1）一个粮仓系统有五个独立的粮仓，假设粮仓中各有一个控制节点，用来测量其内部温度及湿度，并有两个执行机构，分别用于打开通气窗口及打开风扇。

2）假设五个粮仓的数据都汇聚在一个集中节点，该节点将数据传至上位监控计算机（串行口）。

（数据协议自定，要将五个节点区分开）3）设计一个监控界面，用于实时监控五个粮仓的实时数据。

并保留每天的数据。

能够按日期及指定的粮仓来查询数据，并显示历史曲线。

4）用户能够设置报警线，当温度超过报警线时，要求下传数据，启动相应的执行机构。

并在控制面板中有所显示。

5）要求用实际串口完成。

（能够在另一个电脑上用串口调试助手，模拟集中节点）2.利用声卡的数据采集与输出（LabVIEW）（3-4人）1）经过话筒，利用声卡采集一段声音2）显示该段声音的频率分析，分析特点，并存储起来。

3）试着根据存储的声音特色，区别不同的人。

4）存储不同的声音，利用声卡实现回放。

3.虚拟仪器的网络控制（3-4人）1）设计一个程序控制8个外设小灯的点亮方式，要求两种方式A:每个小灯间隔时间T，依次亮，时间T可调，并循环。

B：先1.3.5.7.9亮隔时间T，2.4.6.8.10亮，并循环，T可调。

2）要求主面板与硬件的8个小灯同步。

3）经过网络在另一台计算机上控制此程序的运行（利用LabVIEW的DateSocket技术）4.基于NI数据采集卡的虚拟示波器（3-4人）1）：波形来自外来的信号发生器（能够外接，也能够仿真）2：经过采集此信号（波形采集）3）：主界面要求为一个典型的示波器界面，各个调节按钮的功能应该均具备。

4）：要求显示波形的特征量。

5：）存储并回放波形。

5.动态分析仪（3-4人）1）：设计一个典型系统的动态响应的过度过程的分析仪。

自动化14级虚拟仪器课程设计题目一、基于LabVIEW的实验室使用登记管理系统（序号为：x0）1、系统功能要求如下：（1）系统可以搜索实验项目，当搜索到相应的实验项目后跳出实验内容（包括实验用到的设备、实验任务、操作步骤、实验测量的数据）页面。

（2）设置管理员权限，管理员可以查看使用历史记录、往数据库添加或删除实验项目和元器件以及实验内容；（3）使用者（如学生）要往系统录入其姓名、学号、专业班级、联系电话、使用时间，当录入成功后点亮外部的一盏灯（用发光二极管代替）提示；2、设计涉及到的设备：LabVIEW软件、PCI-6221采集板卡（输出信号点亮外部灯）、数据库Access（或LabVIEW自身带有的簇函数），保存数据二、基于LabVIEW的实验室门禁监控系统（序号为：x1）1、功能要求：（1）通过传感器（可用光电、人体测温传感器）检测到有人进来，输出“你好，欢迎光临检测技术实验室”语音播报；（2）语音播报后上位机（电脑）输出信号控制门（电机）打开；（3）保存人进来的时间供历史查询。

三、基于LabVIEW的室内温、湿度检测系统（序号为：x2）1、功能要求：（1）用温度传感器（如Pt100温度传感器）、湿度传感器（如湿敏传感器）采集温、湿度信号，通过采集板卡（PCI-6221，详情请看附录）到上位机用LabVIEW软件进行信号处理和显示；（2）分别保存50个温、湿度信号值。

2、提示：①将Pt100热电阻传感器转换电路的电压输出信号根据公式：Rt=R3[K(R1+Rw1)Vc+(R4+R1+Rw1)Vo]/[KVcR4-(R4+R1+Rw1)Vo]（式中K=10，R3=5000Ω，R4=5000Ω，R1+Rw1=100Ω，Vc=4V，Vo为测量值）计算出Rt值，再根据公式Rt=R0(1+At+Bt2)求得被测温度t值（注：A=3.9684*10-3/℃，B=-5.847*10-7/℃。

）；四、基于LabVIEW的交通灯设计（序号为：x3）1、功能要求：（1）主干道南北方向，绿灯亮25S，同时东西方向的红灯也亮25S；随南北方向黄灯亮5S，其他灯都灭；之后东西方向绿灯亮20S，同时南北方向的红灯也亮20S；最后东西方向的黄灯亮5S后，南北方向的绿灯重新亮，就是一个轮回。