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1、智能测控设计论文智能化测控技术课程设计 基于LABVIEW虚拟滤波器的设计学生姓名： 指导教师： 专 业： 电子信息工程 班 级： D0741 学 号： 08 设计时间： 2011年 1月3日至 2011年1月20日 实验地点： 新实验楼524 III摘要传统仪器是由厂家设计并定义好功能的封闭式机构，每种仪器实现一种特定的功能。随着计算机技术和传统仪器仪表技术的结合，在必要的数据采集硬件和计算机的帮助下，通过软件实现仪器的全部功能的新式仪器虚拟仪器出现了。虚拟仪器技术作为新型的构造仪器技术，它可以部分实现甚至全部实现物理仪器功能。与传统仪器相比具有许多优点：对测试量的处理和计算可更复杂且处理速
2、度更快，测试结果的表达方式更加丰富多样，可以方便地存储和交换测试数据，价格 低，技术更新快。它的最大特点就是把由仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义仪器功能，满足多种多样的应用需求。数字滤波器是数字信号分析中的重要组成部分，它实现对信号的滤波、提取、增强信号的有用分量、削弱无用的分量。经典滤波器的特点是输入信号中的有用的频率成分和希望滤除的频率成分各占有不同的频带，通过一个合适的选频滤波器达到滤波目的。但如果信号和干扰的频率相重叠，那么经典滤波器将无能为 力，这时需要采用现代滤波器，如维纳滤波器、卡尔曼滤波器、自适应滤波器等。从实现的网络结构或从单位脉冲响应分类，数字滤波器可以分
3、为无限脉冲相应滤波器和有限脉冲相应滤波器。与 IIR相比，FIR数字滤波器能够被设计成具有线性相位特性的滤波器。因此，它在要求具有线性相位的应用场合具有广泛的应用。数字滤波器的设计方法很多，其中较为常用的是窗函数设计法和频率采样设计法。本文介绍一种利用窗函数设计的虚拟滤波器。关键字：数字滤波器，IIR，Labview,虚拟仪器AbstractTraditional instruments is defined by manufacturer to design and good function of closed-end institutions, each instrument to a
4、particular functions. Along with the computer technology and traditional instruments technique combined with the necessary data acquisition, with the help of computer hardware and software realization instrument, through all of the functions of new instruments, virtual instrument appeared. The virtu
5、al instrument technology as a new type of structural instrument technology, it can be implemented partially or all realize physical instrument function. Compared with the traditional instruments has many advantages: to test amount of processing and calculation can be more complicated and processing
6、speed faster, test results express way more diverse, which can be conveniently storage and exchange test data, low prices, technical updates faster. Its the biggest characteristic is made up of instrument manufacturer definition instrument function mode change by user define instrument function and
7、meet various application requirements. Digital filter is digital signal analysis, it is an important part of realization to signal filtration, extraction, enhance signal useful component, weaken useless weight. Classical filter is characteristic of the input signals in the useful frequency component
8、s and hope filter of each frequency component occupy different frequency band, through a proper frequency selective filter to filter purpose. But if the signal and interference of frequency phase overlap, then classical filter will, at this moment need to force incompetent adopts modern filter, such
9、 as wiener filter, kalman filter, adaptive filter, etc. Out of the proceeds from the network structure or from unit pluse response classification, digital filters can be divided into infinity impulse corresponding filters and finite impulse corresponding filters. Compared with IIR, FIR digital filte
10、rs can be designed with linear phase characteristic of filters. Therefore, it requires a linear phase applications have extensive application. The design of the digital filter method are many, among the more common is window function design method and frequency sampling design method. This paper int
11、roduces a use of window function design of virtual filter. Key word: digital filters, IIR Labview, virtual instrument引言 正常情况下，电力系统中三项电力是对称的，它们之间满足一定的幅值和相位条件，但当负载变化时，系统受到影响，波形会发生畸变。随着经济的发展，许多非线性电力负荷投入使用，使电网中谐波分量猛增，而电力系统微机保护和二次控制中，很多信号的处理和分析是基于基波和某些整次谐波的，因此，滤波器一直是电力系统二次装置中的关键部件。目前，微机保护和二次信号处理软件主要采用数字滤
12、波器，传统的数字滤波器设计使用繁琐的公式计算，改变参数后需要重新计算，在设计滤波器尤其是高阶滤波器时工作量很大，实验室虚拟仪器使用G语言编程，可以快速有效地实现数字滤波器设计与仿真，由于G语言编程具有很多优点，因此基于Labview设计的数字滤波器具有告诉、灵活、界面友好、集成性强、费用低，用户自定义功能强等诸多优点。虚拟滤波器主要是把由仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义仪器功能，满足多种多样的应用需求。数字滤波器是数字信号分析中的重要组成部分，它实现对信号的滤波、提取、增强信号的有用分量、削弱无用的分量。经典滤波器的特点是输入信号中的有用的频率成分和希望滤除的频率成分各占有不
13、同的频带，通过一个合适的选频滤波器达到滤波目的。但如果信号和干扰的频率相重叠，那么经典滤波器将无能为 力，这时需要采用现代滤波器，如维纳滤波器、卡尔曼滤波器、自适应滤波器等。从实现的网络结构或从单位脉冲响应分类，数字滤波器可以分为无限脉冲相应滤波器和有限脉冲相应滤波器。与 IIR相比，FIR数字滤波器能够被设计成具有线性相位特性的滤波器。因此，它在要求具有线性相位的应用场合具有广泛的应用。数字滤波器的设计方法很多，其中较为常用的是窗函数设计法和频率采样设计法。目录摘要IABSTRACTII引言IV第一章 绪论11.1 国内外发展现状11.2 选题意义2第二章 基于LABVIEW虚拟滤波器的设计
14、32.1 labview简介32.2 基于labview的数字滤波器设计32.3 数字滤波器的选择步骤4第三章 软件设计63.1前面板的设计63.2 流程图的设计7第四章 总结与展望9致谢1参考文献1附录 智能化测控技术设计论文第一章 绪论1.1 国内外发展现状在目前的测试领域中，越来越广泛地利用相关检测的方法进行滤波，利用相关滤波可以方便地从复杂的待测信号（包括有用信号、直流偏置、随机噪声和谐波频率成分等）中分离出某一特定频率的信号，在数字技术迅速发展以后，相关滤波也经常利用A/D板对信号采样后，在计算机中实现，成为数字滤波器的一种形式，本文设计了一种实现相关滤波的方法，这是相关分析在测试技
15、术中的一个典型应用。Labview是美国国家仪器公司推出一种基于“图形”方式的集成化程序开发环境，是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言，在以PZ机为基础的测量和工控软件中，Labview的市场普及率仅次于C+/C语言，Labview开发环境具有一系列优点，从流程图式的编程，不需要预先编译就存在语法检测和调试过程使用的数据指针，到其丰富的函数、数值、信号处理和设备驱动等功能，应用Labview进行滤波器设计，效率高，操作简单，并能对误差精度进行实时调整，把传统仪器利用Labview用软件的方法来实现，开发周期短，易于维护和升级，可以设计出传统仪器所不能比拟的虚拟仪器，“软件就是仪器”这就是虚拟仪器技术的精髓。传统仪器是由厂家设计并定义好功能的封闭式机构，每种仪器实现一种特定的功能。随着计算机技术和传统仪器仪表技术的结合，在必要的数据采集硬件和计算机的帮助下，通过软件实现仪器的全部功能的新式仪器虚拟仪器出现了。虚拟仪器技术作为新型的构造仪器技术，它可以部分实现甚至全部实现物理仪器功能。与传统仪器相比具有许多优点：对测试量的处理和计算可更复杂且处理速度更快，测试结果的表达方式更加
