虚拟仪器课程设计任务书2023

本文格式为Word版，下载可任意编辑——虚拟仪器课程设计任务书20232023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，通过频谱可以便利观测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

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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将对各个波形保存单独的滤波器状态。

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。假使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。

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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需是等间距的。在实际应用中，采样数据并不一定能满足这个条件。一种方法是通过选择适合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，从而极大地便利用户对非均匀采样数据测处理。

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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。

10、对仿真信号进行贝塞尔滤波器的设计

贝塞尔滤波器VI通过调用贝塞尔系数VI，生成数字贝塞尔滤波器。

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11、对仿真信号进行逐点分析实时滤波与普通滤波对比分析与设计

为了实现数据采集与分析，LabVIEW提供的逐点分析VI。逐点VI在数据分析时针对每一个采集的数据点都可以马上进行分析，数据可以实现实时处理。使用逐点分析能够跟踪和处理实时事件，实现与信号的同步，减少数据丢失的可能性，同时程序设计也更加简单。

12、利用窗函数对仿真信号进行小幅值信号分辩的分析与设计

在利用计算机实现工程测试信号处理时，不可能对无限长的信号进行测量和运算，而是取其有限的时间片段进行分析。

具体做法：从信号中截取一个时间片段，然后用这个信号时间片段进行周期延拓处理，得到虚拟的无限长的信号，然后对信号进行傅里叶变换、相关分析等数学处理。问题：无限长的信号被截断以后，其延拓信号周期与周期之间信号是不连续的，其频谱将发生畸变，原来集中在某一频率处的能量被分散到两个较宽的频带中去了（这种现象称之为频谱能量泄漏）。

解决方法：在不可能得到无限长信号的状况下，解决频谱能量泄漏的方法就是加窗。频谱能量泄漏大小取决于周期