1213级虚拟仪器课程设计任务doc

12级《虚拟仪器》课程设计任务书

课程设计题目：虚拟仪器时间：7周——12周

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．虚拟相位差计（1人）（135、136）

●设计一个双路正弦波发生器，其频率和相位差可调；

●采用过零法、FFT频谱分析法和相关法设计一个相位计；

●仿真分析不同方法的优缺点及各自实用条件；

●分析信号幅值、噪声幅值、采样点数等值的变化对测量结果的影响。

分两种情况测量：

●不经过数据采集的仿真；

●经过数据采集。（132）

2．通用串口调试工具设计（1人）（135、136）

按以下界面或自己设计一个通用串口调试工具。要求能设置COM口、波特率、数据位、校验位、停止位等。

3.虚拟频谱仪（1人）（135、136）

●设计一个信号发生器，分别产生正弦波、方波、三角波信号；

●设计频谱分析仪，对正弦波、方波、三角波信号进行频谱分析；

●产生叠加谐波，并分析叠加谐波的周期信号的频谱分析。

●非周期信号的频谱分析。

分两种情况测量：

●不经过数据采集的仿真；

●经过数据采集。（132）

4．网络化虚拟仪器设计（1人）（135、136）

●建立一个虚拟波形发生器或其它虚拟仪器面板；

●采用B/S模式实现仪器的网络化控制。

●采用C/S模式实现仪器的网络化控制，可采用DataSocket或TCP/IP方式。

5．基于声卡的虚拟仪器设计（1人）（135、136）

●可测试信号、频谱；

●可回放记录数据的图形，回放速度可调；

●产生多种信号，频率幅值可调。

6．通用虚拟滤波器设计（1人）（135、136）

●建立一个虚拟波形发生器，要求信号频率连续可调；

●设计通用滤波器，能进行高通、低通、带通及带阻滤波；

●分析各种数字滤波器频率响应特性，及各种数字滤波器性能比较。

7．Apple Watch仿真设计（1人）（135、136）

设计Apple Watch界面，显示时间；

●设计连接天气、航班信息、播放音乐、测量心跳、计步、闹钟等功能键，及相关子界面及功能程序设计。8．模拟汽车仪表盘的设计（1人）（135、136）

●模拟汽车控制面板，可以对显示面板中的参量进行控制；

●控制面板上带有车速表，里程表，转速表，燃油表（初始油量设为300升，当油量低于30升时，油量

指示器闪烁报警）；

●左右转向灯，汽车转弯时，发出明暗交替的闪光信号，以表示汽车向左或向右转向行驶。

9. 计算器设计（1人）（135、136）

按Windows系统附件中的计算器设计一个基于LabVIEW的计算器。

10.自动售货机（1人）（135、136）

自动售货机由三个投币口组成，可分别投入5角、1元、5元等三

种硬币。当购买一定数目的货物以后，在取物口取出商品，然后在退币

口取出余额。同时为了指示系统当前的状态，配有L1、L2指示灯，当

系统出现错误时，会根据提前设定方式进行报警输出。自动售货机界面

请参见自动售货机示意图。

自动售货机示意图

11．锅炉温度监控系统的设计。（1人）（132或135）RS232

●参考“锅炉温度控制实验平台”，根据温度控制原理进行系统设计；

●采用标准MODBUS RTU通讯协议通过计算机的RS232串行接口与锅炉温度控制实验平台的仪表通信获

取锅炉温度反馈信号；

●用LabVIEW软件设计实时控制监视界面和控制算法，并通过RS232串行接口将控制信号输入仪表实现锅

炉温度的控制；

●分析引起温度测量与控制误差的因素、及改进策略。

12.电机转速及角度控制的设计。（1人）NI ELVIS（132）

●参考“Quanser直流电机使用说明书”，采用NI ELVIS 实验平台，对电机转速控制系统进行设计；

●应用NI ELVIS 实验平台的DI口及AI口获取电机转速及角度信号；

●设计一个基于NI ELVIS 实验平台的电机转速及角度控制算法，实现转速及角度的精确控制；

●分析引起转速及角度测量与控制误差的因素、及改进策略。

13．智能数字PID调节器的设计（1人选）myDAQ（132）

●参考“智能PID调节器使用说明书”，采用myDAQ卡，根据智能PID调节器工作原理进行系统设计；

●应用myDAQ卡的AI口或DI口获取测量信号;设计模拟信号采集、处理、输出及人机接口电路，可在线

键盘参数设置、定时检测、显示、报警等；

●掌握PID控制规律及算法，应用myDAQ卡的AO口实现数字PID控制。

14.一阶倒立摆平衡控制的设计。（1人）NI ELVIS（132）

●参考“Quanser倒立摆使用说明书”，采用NI ELVIS 实验平台，根据一阶倒立摆控制原理进行系统设计；

●应用NI ELVIS获取一阶倒立摆电机的角度及摆臂的角度信号；

●设计一阶倒立摆平衡控制算法，实现一阶倒立摆的平衡控制；

●分析引起摆臂震荡和编码器线缆和倒立摆臂出现缠绕的原因，提出改进的策略。

15．步进电机变频调速及角度和方向控制设计。（1人）myDAQ（132）

●参考“步进电机使用说明书”，采用myDAQ卡，根据步进电机控制原理进行系统设计；

●应用myDAQ卡的DI口及AI口获取测量信号；

●控制步进电动机变频调速、方向及角度。

16．直流电机闭环调速控制设计。（1人）myDAQ（132）

●参考“直流电机使用说明书”，采用myDAQ卡，根据直流电机控制原理进行系统设计；

●应用myDAQ卡的DIO口及AIO口获取测量信号并输出控制信号；

●掌握PID控制规律及算法

●实现直流电动机的闭环调速。

17．通用音乐播放器的虚拟仪器设计。（1人）myDAQ（132）

●要求用myDAQ播放多种格式的音乐文件；

●具有选择播放文件的功能，声音大小可调；

●能录音，并进行回复，任意设置播放位置；

●能显示音乐强度。

18. 步进电动机角位移转为直线位移的位置测量与控制设计。（1人）DAQ卡（132）

●参考“机电实验平台”，设计位置测量与控制系统；

●应用DAQ卡的DI口及AI口采集直线位移的位置信号，通过DAQ卡的DO及AO输出口控制步进电动

机速度与方向；