4.1213级虚拟仪器课程设计任务

1、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周一一12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（X人）（135、136）按以下界面或自己设计一个通用串口调试工具。要求能设苣COM 口、波特率、数据位、校验位、

2、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而板：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

3、度可调：产生多种信号，频率幅值可调。6 谨用虚拟滤波器设计（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，能进行髙通、低通、带通及带阻滤波；分析务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界而，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，及相关子界而及功能程序设汁。8 模拟汽车仪表盘的设计（1人）（135、136）模拟汽车控制而板，可以对显示而板中的参量进行控制；控制而板上带有车速表，里程表，转速表，燃油表（初始油疑设为3

4、00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汁一个基于LabVIEW的计算器。编查若电）帮助吵O十六进制十进带!l O八进） O二进制0.G角度 O弧度 O梯度HlwlliypB 回CUtZ| ins IIIn | | HX |HE3E3 EHE3H ESE30 EAveSnnABcDEF|b心spac”H CZ | I C SHESSS ErnrnrnRi 芮 HQQEEJB LD0OQSS自动售货机示意图XO自动售货机（X人）（13

5、5、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。当购买一泄数目的货物以后，在取物口取岀商品，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LI、L2指示灯，当 系统出现错误时，会根据提前设泄方式进行报警输出。自动售货机界面 请参见自动售货机示意图。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通讯协议通过汁算机的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而和控制算法，并通过R

6、S232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。（I人）NIELVIS （132）参考“Quanser宜流电机使用说明书”，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：设讣一个基于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

7、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、立时检测、显示、报警等；掌握PID控制规律及算法，应用myDAQ卡的A0 口实现数字PID控制。14_阶倒立摆平衡控制的设计。(1A)NIELVIS(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汁: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岀现缠绕的原因，提出改进的策略

8、。15. 步迸电机变频调速及角度和方向控制设计。(1A) 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。(1A)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岀控制信号；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。myDAQ (132)要求用myDAQ播放多种格式的

9、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。Q人丿DAQ卡刃参考“机电实验平台”，设计位程测量与控制系统：应用DAQ卡的DI 口及AI 口采集直线位移的位程信号，通过DAQ卡的DO及A0输出口控制步进电动机速 度与方向；根据位置反馈信号，来调右步进电动机的运行速度与方向，实现步进电动机的角位移转为直线位移的位 置测量与控制。19步迸电动机角位移转为直线位移的位置测量与控制设计。riX；myDAQ (132)参考“机电实验平台”，设计步进电动机角位移的位巻测量与控制系统：应用myD

10、AQ卡的DI 口及AI 口采集直线位移的位置信号，通过myDAQ卡的DO及A0输出口控制步进电动 机速度与方向；根据位苣反馈信号，来调步步进电动机的运行速度与方向，实现步进电动机的角位移转为直线位移的位 置测量与控制。20. 直流电动机角位移转为直线位移的位置测量与控制设计。卡(132)参考“机电实验平台”，设计直流电动机角位移的位巻测量与控制系统；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A0输岀口控制直流电动机速 度与方向：根据位置反馈信号，来调右直流电动机的运行速度与方向，实现直流电动机的角位移转为直线位移的位 宜测量与控制。21. 直流电动机角位移转为

11、直线位移的位置测量与控制设计。人丿myDAQ (132)参考“机电实验平台”，设计直流电动机角位移的位置测量与控制系统：应用myDAQ卡的AI 口采集直线位移的位置信号，通过myDAQ卡的A0输出口控制直流电动机速度与方向:根据位苣反馈信号，来调廿直流电动机的运行速度与方向，实现直流电动机的角位移转为直线位移的位 巻测量与控制。22. 虚拟电子秤设计。Q人丿DAQ卡(132)参考“传感器与检测技术实验仪实验指导书”与“温度压力实验平台”，设il基于应变直流全桥的虚拟电 子秤的系统电路： 利用 DAQ MAX 配置 PCI-6024E 卡：完成电子秤虚拟仪器的标定程序、测量程序设计；进行测量数据

12、的低通滤波，应用编写的电子秤VI进行重量测量，记录数据并与实际值进行比较。简要分 析引起测量误差的原因；模拟实际电子称称小于200g的重物，并输入品名及单价，在显示器上显示品需、单价、重量及金额。23. 虚拟电子秤设计。Q人丿myDAQ (132)参考“传感器与检测技术实验仪实验指导书”与“温度压力实验平台”，设计基于应变直流全桥的虚拟电 子秤的系统电路：应用myDAQ卡的AI 口采集信号：完成电子秤虚拟仪器的标左程序、测量程序设汁: 进行测量数据的低通滤波，应用编写的电子秤VI 进行重量测量，记录数据并与实际值进行比较。简要 分析引起测量误差的原因：模拟实际电子称称小于200g的重物，并输入

13、品名 及单价，在显示器上显示品需、单价、重量及金额。24基于LabVIEW的便携式按键钢琴邮血（132）利用myDAQ的8个数字I/O通道作为琴键输入， 通过LabVIEW编程合成出所需频率的声音，经过D/A 变换后通过Audio Out端口放大输岀。程序过设置不 同的谐波组合可以最终混合岀不同乐器的音色。25 .洗衣机自动控制系统设计（135、136）系统控制要求： 可以设置工作方式（洗涤或甩干） 可以人工或自动设置洗涤水位 自动控制洗衣机进水： 可以人工或自动设置洗涤次数： 自动排水； 自动甩干； 具有暂停/继续洗涤功能； 具有报警功能（洗涤完毕或缺水）。要求用软件模拟洗衣机的自动控制过程

14、，并要求计算机屏幕上的模拟的软控制按钮的作用与洗衣机面板 上的开关、按钮作用一致。洗衣机自动控制示总图26大型停车场监控及收费管理系统（135、136）某大型停车场共有300个停车位，岀入控制口各2个；按泊松分布模拟车辆到达和离开，并进行动画显示；建立车辆收费管理系统，根据车辆类型（VIP、临时等）进行计时收费:能根据卡号和车辆号査询车辆收费信息，若干天前或在存信息：动态显示停车场占用情况，并提示空车位信息。27基于myRIO的远程监控系统（135）参考NI myRIO入门指南，学会使用myRIO进行图像采集。应用myRIO的wifi模块连接电脑端进行远程通信。将myRIO采集的图像传到电脑端

15、实现远程监控。扩展：学习LabVIEW中图像处理容容，对传回的图像进行处理，实现监控报警等功能。28基于myRIO的远程温控系统（135 ）参考NI myRIO入门指南，学会使用myRIO,根据温度控制原理进行系统设计。应用myRIO卡的DI0 口及AI0 口获取测量信号并输出控制信号。通过wifi模块将控制系统信息（控制参数，当前温度，设左温度等，上下限报警）传回上位机PC监控并能够进行远程参数设立和监控。设置myRIO程序为上电自启动。29基于LabVIEW图像处理的人脸识别（135、136）熟悉LabVIEW的图像处理模块，根据人脸识別原理进行系统设汁。通过LabVIEW打开电脑摄像头进

16、行图像采集，进行人脸识别。30基于myRIO智能循迹小车的设计（135 ）课题提供智能车模、两个直流电机、一个伺服舵机、两个测速编码器、myRIO处理器、电机驱动电路模块、 充电电池、循迹光电电路模块等所需机械及硬件资源。根据系统功能自主安装接线。自主制作小车跑道。背景为白色，跑道为黑色，可使用黑色胶带贴出或黑色汕笔绘出。编写程序使小车自主识别黑色跑道并可循环跑完若干圈使用PD算法是小车行驶平稳。编写LabVIEW上位机监控程序，实时显示当前舵机角度及行驶速度。31 UibVIEW 考试系统设计（135、136）今年熊老师的虚拟仪器课程考试加入了选择题的容，试用LabVIEW为熊老师设计一个考

17、试软件，让学生 能够在软件上进行选择题考试，该系统能实现自动阅卷得岀成绩，并把学生的答错的题标出，给出正确答案及解释该系统用于考试，所以请注意答案的性。3224点游戏的LabVIEW设计（135、136）设计24点游戏的LabVIEW程序:24点时间pcb）|计算（；321 S显示T+ss力】8.诅跚三务计 35?iJtSi.灣三iAK入.妙你鸳对了 !正魂结妾力* b，（d-Q随机生成4个牌。以每牌的标签为变量，输入计算表达式。点击计算，显示状态。状态至少有4种，如“错误，计算结果为18,请重新思考：计算表达式有误，请重新输入：恭喜你，答对了；正确结果为a+b* （d-c） ”当点击按键我不

18、会时，给岀正解。每次洗牌后，计时。点击按键再来一次，淸空计时，洗牌。33 .时间规划表软件设计（135、136） 集合课程表、日程表、备忘提醒以及日志功能。 结合中南大学校历，提示第几周，节假日等。 用户可自立义本学期课表，提醒用户按时上课。 用户可自定义日程表，系统按时提醒。 日志，用户可添加当前日期的日志。34其它征得老师同意的自选方案。二、设计要求1. 自觉遵守实验室齐项规章制度：2. 认真完成所选题目的程序调试，编写设计说明书。三、成绩评定成绩评定由3部分组成：1. 设计成绩：（占40%）2. 课程设计报告：（占40%）考勤:(20%)四、参考资料:1黄松岭.2侯国屏.3.石博强.4.

19、乐平.虚拟仪器设讣基础教程，淸华大学，2008（LabVIEW 7.1编程与虚拟仪器设计，淸华大学,2005labview6.1编程技术实用教程中国铁道，2002Oabview髙级程序设计淸华大学，2003五.时间安排课程设计地点时间：楼132、135、136 （硬件设讣在楼132）测控13级虚拟仪器课程设计设计时间安排：第七周12节34节5-8 ij9-12 节星期一测控01. 02、03选题第七周1-4肖5-8节星期二星期三星期四星期五第八周1-4 I?5-8节星期二星期三星期四星期五第九周1-45-8节星期二星期三星期四第1 周1-45-8 i*J星期二星期三星期四星期五第十一周1-4肖

20、5-8节星期二星期三星期四星期五第十二周1-4 Vj5-8节星期二星期三备注：其他时间自行安排进实验室。题目1 .虚拟相位差计（1人）（135、136 ） 12 .通用串口调试工具设计（1人）（135、136 ）13. 虚拟频谱仪（1人）（135、136） 14 .网络化虚拟仪器设计（1人）（135、136 ）25 .基于声卡的虚拟仪器设计（1人）（135、136 ）26 .通用虚拟滤波器设计（1人）（135、136 ）27 Apple Watch 仿屎设计（1 人）（135、136 ）28 .模拟汽车仪表盘的设计（1人）（135、136 ）29.计算器设计（1人）（135、136） 210启动售货机（1人）（135、136） 311 .锅炉温度监控系统的设计。（1人）（132或135 ） RS232312.电机转速及角度控制的设计。（1人）NI ELVIS （ 132 ）313 .智能数字PID调节器的设计（1人选）myDAQ（132）314.阶倒立摆