基于LabWindows/CVI的虚拟仪器设计

本书详细地介绍了应用当前信号分析与处理新技术来设计不同测量功能的虚拟仪器的工作原理和方法。内容包括虚拟仪器设计的方法和步骤，I/O接口设备的软件驱动，LabWindows/CVI与MATLAB语言的接口，以及基于自相关伪随机系统辨识、神经网络、小波变换、模糊理论等技术虚拟仪器设计的方法和技巧。
本书内容新颖丰富、论述简洁，提供了大量典型的实例。本书可作为大专院校教科书，也可作为工程技术人员和科技工作者学习设计虚拟仪器的自学用书。

本书涉及多项信号分析与处理新技术，力求避免生涩的数学公式推导，侧重于实现虚拟仪器的原理与设计方法。所列举的不同层次设计举例，供读者学习后能在工作领域内举一反三之用。所需要的基础知识本书提供，便于自学。因此，读者不论是否熟悉各种信号处理的新技术，都可通过本书的学习，逐步步入虚拟仪器设计的最高层次。

第1章 绪论 1
1.1 虚拟仪器概述 3
1.1.1 虚拟仪器的基本概念 3
1.1.2 虚拟仪器的构成及其分类 4
1.1.3 虚拟仪器的设计方法 7
1.2 虚拟仪器的发展及特点 7
1.2.1 仪器的发展过程 8
1.2.2 虚拟仪器的发展方向 8
1.2.3 虚拟仪器的特点 9
第2章 虚拟仪器开发语言LabWindows/CVI 11
2.1 LabWindows/CVI简介 13
2.1.1 LabWindows/CVI软件的特点 13
2.1.2 如何安装LabWindows/CVI 14
2.1.3 LabWindows/CVI中对象编程的概念 15
2.1.4 LabWindows/CVI下虚拟仪器软件的组成 17
2.1.5 用LabWindows/CVI设计虚拟仪器的步骤与方法 19
2.2 LabWindows/CVI编程环境 19
2.2.1 工程窗口 19
2.2.2 用户界面编辑窗口 24
2.2.3 源代码编辑窗口 30
2.2.4 函数面板 31
2.3 虚拟仪器设计示例―虚拟温度显示仪的设计与实现 33
2.3.1 设计要求及目的 33
2.3.2 实现原理 34
2.3.3 设计步骤 34
2.3.4 创建用户界面 35
2.3.5 程序代码的设计 42
2.3.6 保存工程文件并运行 46
第3章 I/O接口设备的软件驱动 47
3.1 数据采集卡 49
3.1.1 数据采集卡的组成 50
3.1.2 数据采集卡的安装 51
3.1.3 数据采集卡参数设置 51
3.1.4 I/O接口设备PCI-MIO-16E-4数据采集卡 52
3.1.5 PCI-MIO-16E-4数据采集卡的安装测试与参数设置 53
3.2 PCI-MIO-16E-4数据采集卡应用示例 60
3.2.1 数据采集演示仪 60
3.2.2 正弦波信号发生器 66
3.3 非NI公司数据采集卡的应用 71
第4章 LabWindows/CVI与MATLAB语言的接口 73
4.1 MATLAB语言简介 75
4.1.1 MATLAB环境介绍 75
4.1.2 向量与矩阵的生成与运算 77
4.1.3 MATLAB的绘图功能 80
4.1.4 在MATLAB环境下编译自己的功能函数 85
4.2 LabWindows/CVI与MATLAB的接口原理与方法 87
4.3 在LabWindows/CVI中实现与MATLAB的混合编程示例 99
第5章 基于一般信号分析技术的虚拟仪器设计 105
5.1 相关基础知识概述 108
5.1.1 SineWave( ) 正弦波产生函数的使用 108
5.1.2 Correlation( ) 相关计算函数的使用 113
5.1.3 FFT( )快速傅里叶变换函数的使用 115
5.1.4 基于后向差分法的连续时间模拟滤波器等
效数字滤波器的实现 123
5.2 设计举例[1]―虚拟正弦波扫频信号发生器 125
5.2.1 功能描述 125
5.2.2 设计原理 126
5.2.3 设计步骤 126
5.3 设计举例[2]―基于相关法的相位差计 132
5.3.1 功能描述 132
5.3.2 设计原理 133
5.3.3 设计步骤 136
5.4 设计举例[3]―基于谱分析技术的虚拟相位差计 147
5.4.1 功能描述 147
5.4.2 设计原理 147
5.4.3 设计步骤 148
5.5 设计举例[4]―基于数字滤波技术的虚拟频率补偿仪 154
第6章 基于相关伪随机技术的虚拟仪器设计 171
6.1 相关辨识的基础知识 174
6.2 伪随机信号―相关辨识实际采用的激励信号 179
6.3 设计举例[1]和[2]―伪随机相关辨识仿真仪 194
6.4 设计举例[3]―系统参数辨识实测仪 215
第7章 基于神经网络的虚拟仪器设计 241
7.1 概述 244
7.2 神经网络基础知识 244
7.3 MATLAB工具箱中的BP与RBF函数 257
7.4 设计举例[1]―虚拟压力传感器温度补偿器
7.5 设计举例[2]―虚拟三组分气体成分分析仪的设计
第8章 基于小波分析的虚拟仪器设
8.1 小波分析基础
8.2 MATLAB工具箱中小波分析函数
8.3 设计举例[1]―虚拟小波消噪仪
8.4 设计举例[2]―虚拟特征信号提取仪
第9章 基于混沌技术的虚拟仪器设计
9.1 概述
9.2 混沌技术基础知识
9.3 设计举例―基于Logist方程的虚拟白噪声发生器
白噪声发生器及其性能评估仪
9.4 设计举例[1]――基于混沌技术的频率仿真测试仪
9.5 设计举例[2]――基于混沌技术的精密频率实测仪
第10章 基于模糊理论的虚拟仪器设计
10.1 模糊集合理论概述
10.2 模糊传感器系统
10.3 设计举例[1]―虚拟模糊热点温度分析仪
10.4 设计举例[2]――高级虚拟模糊热点温度分析仪
第11章 网络化虚拟智能传感器系统
11.1 网络体系结构与协议
11.2 组建网络化虚拟智能传感器系统的模式
11.3 设计举例[1]―网络化虚拟正弦波发生器
11.4 设计举例[2]―基于C/S模式的远程开关
控制器的设计
参考文献

虚拟仪器是全新概念的最新一代测量仪器，自1987年诞生以来，与前几代测试仪器相比，以前所未有过的速度迅猛发展。 虚拟仪器发展速度与计算机技术、软件技术同步。这是因为“计算机是虚拟仪器的核心”、“软件就是仪器”。它将传统仪器由硬件电路实现的数据分析处理与显示功能，改由功能强大的计算机及其显示器来执行，所以计算机是其核心。当计算机与适当的I/O接口设备配置完毕后，虚拟仪器的硬件平台就被确定，此后“软件就是仪器”。这意指按照测量原理采用适当的信号分析技术与处理技术编制某种测量功能的软件就可构成该种功能的测试仪器。 虚拟仪器发展的特点是它的队伍宏大、规模壮阔。这是..