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第1篇LabVIEW高级编程技术1

第1章 测控项目管理1

1.1测控项目的生命周期1

1.2系统定义2

1.2.1问题定义2

1.2.2可行性研究2

1.2.3需求分析4

1.2.4软件原型4

1.2.5文档管理5

1.3总体设计6

1.3.1硬件结构设计6

1.3.2软件结构设计7

1.3.3总体设计说明书7

1.4详细设计8

1.5程序编码8

1.5.1编程风格8

1.5.2说明信息10

1.5.3 VI的保存14

1.5.4手册编写16

1.6系统测试17

1.6.1硬件测试17

1.6.2软件测试17

1.6.3验收测试18

1.6.4测试报告18

1.7系统维护19

1.8项目浏览器19

1.8.1项目浏览器的用途19

1.8.2项目库20

1.8.3项目依赖关系21

1.8.4程序生成规范22

第2章 应用程序控制与内部数据传递24

2.1 VI Server技术简介24

2.2动态加载VI25

2.2.1监测内存中所有的VI25

2.2.2动态加载VI的程序27

2.3动态控制VI运行29

2.3.1动态刷新被控VI前面板控件值29

2.3.2选择性打开VI前面板30

2.3.3子面板设计31

2.4动态控制VI属性和前面板对象属性31

2.4.1动态控制VI属性31

2.4.2动态控制前面板对象属性32

2.5动态注册事件33

2.5.1动态注册用户接口事件34

2.5.2处理用户事件36

2.6运行菜单控制36

2.6.1运行菜单的设置37

2.6.2用程序代码进行运行菜单设置38

2.6.3在程序中响应菜单选项39

2.7通知器和队列40

2.7.1通知器40

2.7.2队列42

2.8共享变量45

2.8.1共享变量的创建45

2.8.2单进程共享变量46

2.8.3网络发布共享变量47

第3章 程序设计模式与程序性能51

3.1程序的设计模式51

3.1.1标准状态机51

3.1.2主/从设计模式53

3.1.3生产者/消费者设计模式54

3.1.4队列消息处理器55

3.1.5其他设计模式56

3.2程序调试技巧57

3.3多线程程序60

3.3.1基本定义60

3.3.2多线程应用程序的优势60

3.3.3 LabVIEW实现多线程的方法61

3.4程序性能优化64

3.4.1程序运行速度64

3.4.2内存使用65

3.5程序性能分析68

第4章 软件接口与外部数据通信70

4.1 ActiveX技术应用70

4.1.1 ActiveX技术简介70

4.1.2使用ActiveX控件70

4.1.3使用ActiveX自动化72

4.1.4 LabVIEW作为ActiveX服务器73

4.2 NET技术应用74

4.2.1 NET技术简介74

4.2.2 NET技术应用75

4.3动态数据交换77

4.3.1 LabVIEW的DDE功能78

4.3.2向Excel文件写数据78

4.3.3由Excel文件读数据79

4.4 C代码调用79

4.5库函数调用82

4.6执行操作系统命令84

4.7计算机网络基础知识85

4.7.1计算机网络的功能与发展85

4.7.2计算机网络的结构85

4.7.3计算机网络模型86

4.7.4计算机网络协议87

4.8 TCP应用88

4.8.1发送数据编程88

4.8.2接收数据编程89

4.8.3程序的远程动态控制89

4.9 UDP应用90

4.10串口通信92

第5章 数据存储与调用96

5.1数据存储的时机96

5.2打印报表98

5.3数据库连接100

5.3.1 LabVIEW与数据库的连接101

5.3.2 LabVIEW对Access数据库的操作105

5.3.3 LabVIEW对SQL Server数据库的操作107

5.4 LabVIEW与实时数据库连接108

第6章 面向对象编程110

6.1面向对象编程的概念110

6.2 LabVIEW中面向对象编程的方法111

6.2.1 LabVIEW类111

6.2.2类的方法113

6.2.3继承116

6.3两种编程方法的比较118

6.3.1测试目的118

6.3.2面向过程的方法119

6.3.3面向对象的方法119

6.3.4两种方法的比较120

第7章 传统DAQ的模拟信号采集122

7.1硬件配置与测试122

7.1.1传统DAQ安装122

7.1.2传统DAQ设备配置与测试124

7.2模拟输入127

7.2.1传统DAQ的数据采集通道127

7.2.2数据采集VI129

7.2.3传统DAQ模拟输入常用的基本术语131

7.2.4测量直流电压信号131

7.2.5波形采集132

7.2.6频率测量137

7.3模拟输出137

7.3.1输出直流信号137

7.3.2输出波形信号138

7.3.3模拟输入/输出控制回路142

7.4信号调理145

7.4.1信号调理设备配置145

7.4.2应变测量147

7.4.3 温度测量150

第8章 传统DAQ的数字信号与计数器输入/输出152

8.1数字信号输入/输出152

8.1.1数字信号通道设置152

8.1.2立即方式数字输入/输出152

8.1.3握手方式数字输入/输出154

8.2计数器输入/输出157

8.2.1数据采集卡的计数器芯片157

8.2.2用计数器输出脉冲信号157

8.2.3测量脉冲宽度159

8.2.4测量TTL信号频率和周期159

8.2.5事件计数与计时160

第2篇 虚拟仪器工程案例篇162

第9章 机械设备状态监测与故障诊断162

9.1项目的工程背景162

9.2特征信号选择与检测方法163

9.2.1轴承座振动信号检测163

9.2.2转轴振动检测164

9.2.3轴承温度检测164

9.2.4轴向位移检测164

9.3系统硬件结构164

9.3.1采用PCI总线设备的系统硬件结构165

9.3.2采用嵌入式远程终端装置的系统硬件结构165

9.4系统软件结构及主要模块166

9.4.1数据采集166

9.4.2信号处理167

9.4.3状态分析与故障诊断168

9.4.4信息显示168

9.4.5信息管理169

9.5 LabVIEW环境下小波变换的实现169

9.6位移振幅精确测量方法173

9.6.1积分累计误差的产生与消除173

9.6.2采样信号中噪声的影响与抑制175

9.7关联维数计算及其简便算法175

9.7.1由时间序列重构相空间175

9.7.2相空间中欧氏距离的简化计算176

9.7.3关联维数计算177

9.8生成应用程序和安装程序178

9.8.1生成应用程序178

9.8.2生成安装程序181

第10章 液压系统测试185

10.1液压系统测试的特点与关键技术185

10.1.1液压系统测试常用信号和传感器185

10.1.2流量测量精度研究186

10.1.3溢流阀动态特性测试190

10.2液压教学实验台测试系统192

10.2.1测试系统结构192

10.2.2液压实验台操作训练系统193

10.2.3液压泵性能测试194

10.2.4节流调速性能测试194

10.3汽车机油泵出厂测试台195

10.3.1测试系统硬件方案195

10.3.2测试系统软件结构196

10.4汽车转向泵试验台198

10.4.1转向泵试验台原理198

10.4.2试验台测试系统软件层次结构199

10.4.3试验台测试系统软件设计模式200

第11章 锅炉供热自动控制202

11.1锅炉供热系统简介202

11.2控制系统的功能要求203

11.3控制系统结构205

11.3.1硬件结构205

11.3.2软件结构206

11.4 LabVIEW中的PID控制工具包207

11.4.1 PID VI简介208

11.4.2 PID VI算法209

11.4.3 PID VI应用范例210

11.5 PID的积分饱和作用与抑制211

11.6 PID参数整定212

11.7声音报警213

11.7.1录制声音文件213

11.7.2播放声音文件214

第12章 水煤浆制备过程测控216

12.1水煤浆制备过程简介216

12.2超声强化制备精细水煤浆工艺及监控要求217

12.3监控系统硬件结构217

12.4监控系统软件结构218

12.5虚拟仪器中的模糊逻辑控制219

12.5.1模糊逻辑控制简介219

12.5.2模糊逻辑控制器设计221

12.5.3模糊逻辑控制器应用226

12.6模糊逻辑控制在水煤浆制备过程监控中的应用227

第13章 机器视觉229

13.1机器视觉基础知识229

13.1.1机器视觉系统的组成229

13.1.2数字图像的概念230

13.2 LabVIEW的视觉VI及数字图像处理231

13.2.1 LabVIEW的视觉VI231

13.2.2采集并保存一幅图像232

13.2.3读取图像文件并显示235

13.2.4数字图像处理236

13.3 LabVIEW的视觉助手242

13.4齿轮测量243

13.4.1机械零件测量的机器视觉系统243

13.4.2齿轮外形基本参数测量244

13.4.3齿形检验247

13.4.4小波变换在齿轮测量中的应用248

13.4.5齿轮测量结果250

13.5螺纹测量250

13.6刀具测量252

13.7颜色识别254

第14章 基于光纤布拉格光栅传感网络的测控系统256

14.1光纤布拉格光栅传感技术原理256

14.1.1光纤布拉格光栅传感器原理256

14.1.2光纤布拉格光栅传感器信号解调257

14.1.3大规模光纤布拉格光栅传感网络组网技术258

14.2光纤光栅与虚拟仪器的结合259

14.3桥梁健康监测261

14.4桥墩位移监测263

14.5地质构造物理模拟监测265

14.6金属切削过程监测268

14.7帮助系统的制作270

14.8监测信号的时间显示272

第15章 多点同步精确定时数据采集274

15.1单元同步采样274

15.2子网同步采样275

15.3全网同步采样275

15.4多点同步采样技术应用实例276

15.4.1输油管道泄漏监测277

15.4.2爆破振动监测280

15.5计算机系统时间的校准281

第16章 电网谐波测试284

16.1谐波测试系统原理284

16.2测试系统结构285

16.3测试结果分析288

第17章 水泥生产节能减排监测网络290

17.1监测网络总体结构290

17.2生产现场291

17.2.1数据采集291

17.2.2数据显示293

17.2.3数据传输294

17.3中控室295

17.3.1现场数据接收295

17.3.2数据分析与处理296

17.3.3远程通信297

17.4数据中心298

17.4.1数据接收298

17.4.2数据管理299

17.4.3数据共享299

第18章 桥梁承载能力测试301

18.1项目的测试要求301

18.2测试系统硬件结构302

18.3测试系统软件302

18.3.1应变数据采集与分析302

18.3.2位移数据采集与分析305

18.3.3振动数据采集与分析306

第3篇C语言代码转换和LabVIEW2010新特性篇307

第19章 转换C语言代码307

19.1 C语言代码转换工具307

19.2 C语言代码转换方法步骤307

第20章LabVIEW2010新特性311

20.1程序性能的优化311

20.2前面板的新增功能312

20.3程序框图的新增功能313

20.4编程环境的改进315

20.5其他新增功能315

LabVIEW常用中英文词汇对照表317

参考文献332