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內(nèi)容簡介

　　本書作為在虛擬儀器構(gòu)建的平臺上進行自動控制基礎(chǔ)實驗與實踐的教材，內(nèi)容涵蓋了LabVIEW編程基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)采集和信號分析、基于LabVIEW的NI- ELVIS虛擬儀器教學實驗套件的基本概念、硬件構(gòu)成、ELVIS的軟件編程、實驗設(shè)計方法，并密切配合自動控制基礎(chǔ)的課程內(nèi)容及課程對象的專業(yè)要求，精心設(shè)計了16個基于NI- ELVIS的實驗。書中的實驗具有軟硬件結(jié)合、涉及課程范圍廣（模擬和數(shù)字電子技術(shù)、信號處理、光電傳感器技術(shù)等）、綜合性強的特點。教材圖文并茂，便于讀者學習使用。本教材可作為高等院校信息類各專業(yè)、測控技術(shù)與儀器專業(yè)大專、本科、研究生的實踐教學、實驗教材或教學參考書，也可作為其他相關(guān)理工科學生和工程技術(shù)人員的實踐參考書。

作者簡介

　　趙偉瑞，女，2000年獲得光學工程專業(yè)的工學博士學位，于2004年到北京理工大學任教至今。長期承擔自動控制基礎(chǔ)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、現(xiàn)代光信息探測技術(shù)等本科生及研究生的教學工作；在國內(nèi)外學術(shù)期刊上發(fā)表論文30余篇，以發(fā)明人授權(quán)的國家發(fā)明專利6項。主要研究領(lǐng)域為空間光學及光學檢測，長期致力于高分辨率合成孔徑成像的關(guān)鍵技術(shù)研究，并取得了一定成果。

圖書目錄

緒論 …………………………………………………………………………………………… 001
篇　LabVIEW 基礎(chǔ)
第1 章　 LabVIEW 概述 ………………………………………………………………… 007
　 1. 1　什么是 LabVIEW ……………………………………………………………………… 007
　 1. 2　 LabVIEW 的應(yīng)用 ……………………………………………………………………… 007
　　 1. 2. 1　測試測量 ………………………………………………………………………… 008
　　 1. 2. 2　控制 ……………………………………………………………………………… 008
　　 1. 2. 3　仿真 ……………………………………………………………………………… 008
　　 1. 2. 4　高校教學與實驗 ………………………………………………………………… 008
　　 1. 2. 5　跨平臺 …………………………………………………………………………… 008
　　 1. 2. 6　豐富的學習資源 ………………………………………………………………… 008
　 1. 3　 LabVIEW 的界面 ……………………………………………………………………… 008
第2 章　 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境 …………………………………………………………… 010
　 2. 1　創(chuàng)建一個 VI …………………………………………………………………………… 010
　 2. 2　 LabVIEW 的操作模板 ………………………………………………………………… 012
　　 2. 2. 1　 “工具” 選板 …………………………………………………………………… 012
　　 2. 2. 2　 “控件” 選板 …………………………………………………………………… 013
　　 2. 2. 3　 “函數(shù)” 選板 …………………………………………………………………… 020
　 2. 3　 LabVIEW 的數(shù)據(jù)類型 ………………………………………………………………… 021
　 2. 4　 LabVIEW 的初步操作及編程 ………………………………………………………… 022
　　 2. 4. 1　前面板編輯 ……………………………………………………………………… 022
　　 2. 4. 2　程序框圖 ………………………………………………………………………… 026
　　 2. 4. 3　程序調(diào)試 ………………………………………………………………………… 028
　　 2. 4. 4　 VI 程序 …………………………………………………………………………… 029
第3 章　 LabVIEW 中的程序結(jié)構(gòu)……………………………………………………… 032
　 3. 1　程序結(jié)構(gòu)概述 ………………………………………………………………………… 032
　 3. 2　 For 循環(huán)………………………………………………………………………………… 033
　 3. 3　 While 循環(huán) …………………………………………………………………………… 034
　 3. 4　移位寄存器、反饋節(jié)點和變量 ……………………………………………………… 037
　　 3. 4. 1　移位寄存器 ……………………………………………………………………… 037
　　 3. 4. 2　反饋節(jié)點 ………………………………………………………………………… 038
　　 3. 4. 3　創(chuàng)建局部變量和全局變量 ……………………………………………………… 039
　 3. 5　條件結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………………………… 041
　 3. 6　順序結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………………………… 042
　 3. 7　事件結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………………………… 044
　　 3. 7. 1　事件 ……………………………………………………………………………… 044
　　 3. 7. 2　事件結(jié)構(gòu) ………………………………………………………………………… 045
　 3. 8　公式節(jié)點 ……………………………………………………………………………… 047
第4 章　數(shù)組、矩陣與簇 ………………………………………………………………… 048
　 4. 1　數(shù)組 …………………………………………………………………………………… 048
　　 4. 1. 1　數(shù)組的定義 ……………………………………………………………………… 048
　　 4. 1. 2　數(shù)組的建立 ……………………………………………………………………… 048
　　 4. 1. 3　數(shù)組函數(shù) ………………………………………………………………………… 050
　 4. 2　簇 ……………………………………………………………………………………… 052
　　 4. 2. 1　簇的組成 ………………………………………………………………………… 052
　　 4. 2. 2　創(chuàng)建簇 …………………………………………………………………………… 053
　　 4. 2. 3　簇函數(shù) …………………………………………………………………………… 055
　 4. 3　矩　　陣 ……………………………………………………………………………… 058
　　 4. 3. 1　創(chuàng)建矩陣 ………………………………………………………………………… 058
　　 4. 3. 2　矩陣函數(shù) ………………………………………………………………………… 058
　　 4. 3. 3　線性代數(shù)函數(shù) …………………………………………………………………… 060
第5 章　圖形顯示 ………………………………………………………………………… 061
　 5. 1　波形圖表和波形圖 …………………………………………………………………… 061
　　 5. 1. 1　波形圖 …………………………………………………………………………… 061
　　 5. 1. 2　波形圖表 ………………………………………………………………………… 062
　　 5. 1. 3　 XY 圖……………………………………………………………………………… 063
　　 5. 1. 4　設(shè)置圖形顯示控件的屬性 ……………………………………………………… 064
　 5. 2　強度圖和強度圖表 …………………………………………………………………… 068
　　 5. 2. 1　強度圖 …………………………………………………………………………… 068
　　 5. 2. 2　強度圖表 ………………………………………………………………………… 068
　 5. 3　三維圖形 ……………………………………………………………………………… 069
　　 5. 3. 1　三維曲面圖 ……………………………………………………………………… 070
　　 5. 3. 2　三維參數(shù)圖 ……………………………………………………………………… 073
　　 5. 3. 3　三維曲線圖 ……………………………………………………………………… 076
　　 5. 3. 5　極坐標圖顯示控件 ……………………………………………………………… 077
第6 章　信號分析與處理 ………………………………………………………………… 079
　 6. 1　信號分析處理函數(shù) …………………………………………………………………… 079
　　 6. 1. 1　 Express VI ……………………………………………………………………… 079
　　 6. 1. 2　波形 VI …………………………………………………………………………… 081
　 6. 2　測試信號產(chǎn)生 ………………………………………………………………………… 086
　　 6. 2. 1　仿真信號產(chǎn)生函數(shù) ……………………………………………………………… 086
　　 6. 2. 2　仿真信號 ………………………………………………………………………… 087
　　 6. 2. 3　公式波形 VI ……………………………………………………………………… 089
　　 6. 2. 4　其他波形生成 VI ………………………………………………………………… 090
　 6. 3　信號的頻率分析 ……………………………………………………………………… 093
　　 6. 3. 1　 “頻譜測量” Express VI ………………………………………………………… 093
　　 6. 3. 2　窗相關(guān) VI ………………………………………………………………………… 095
　　 6. 3. 3　 FFT 頻譜 (幅度—相位) ……………………………………………………… 097
　　 6. 3. 4　諧波分析及其 LabVIEW 實現(xiàn)———失真測量 Express VI ……………………… 098
　 6. 4　數(shù)字濾波在 LabVIEW 中的應(yīng)用及軟件實現(xiàn)………………………………………… 101
　　 6. 4. 1　 “濾波器” Express VI …………………………………………………………… 101
　　 6. 4. 2　數(shù)字 FIR 濾波器 VI ……………………………………………………………… 103
　　 6. 4. 3　濾波器相關(guān) VI …………………………………………………………………… 104
第二篇　NI ELVIS 平臺
第7 章　 DAQ (數(shù)據(jù)采集) 系統(tǒng)及 NI ELVIS 概述 ……………………………… 109
　 7. 1　 DAQ 系統(tǒng) ……………………………………………………………………………… 109
　 7. 2　什么是 NI ELVIS? …………………………………………………………………… 110
　 7. 3　 NI ELVIS 的硬件和軟件 ……………………………………………………………… 110
　 7. 4　 NI ELVIS 的安裝與配置 ……………………………………………………………… 113
第8 章　 NI ELVIS 教學實驗套件硬件概述 ………………………………………… 117
　 8. 1　 NI ELVIS II 平臺工作站 …………………………………………………………… 117
　 8. 2　 NI ELVIS II 平臺工作站的指示燈、控件及接口 ………………………………… 118
　 8. 3　 NI ELVIS II 原型實驗板 …………………………………………………………… 119
　 8. 4　連接信號 ……………………………………………………………………………… 122
第9 章　 NI ELVIS 平臺的編程 ………………………………………………………… 126
　 9. 1　 NI ELVIS 編程概述 …………………………………………………………………… 126
　 9. 2　使用 NI - DAQmx 對 NI ELVIS 進行編程 …………………………………………… 126
　 9. 3　使用 API 對 NI ELVIS 進行編程……………………………………………………… 134
第10 章　 NI ELVIS 基礎(chǔ)實驗 ………………………………………………………… 138
　 10. 1　實驗一　軟前置板 (SFP) 的使用 ………………………………………………… 138
　 10. 2　實驗二　元件參數(shù)的測量…………………………………………………………… 140
　 10. 3　實驗三　信號分析及輸出…………………………………………………………… 144
　 10. 4　實驗四　基本運算放大器電路的頻率響應(yīng)………………………………………… 160
　 10. 5　實驗五　 NI ELVIS II 的編程 ……………………………………………………… 165
第三篇　基于NI ELVIS 平臺的實驗與實踐
第11 章　自動控制基礎(chǔ)實驗 …………………………………………………………… 171
　 11. 1　典型環(huán)節(jié)的特性……………………………………………………………………… 171
　 11. 2　線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性…………………………………………………………………… 190
　 11. 3　系統(tǒng)校正……………………………………………………………………………… 199
第12 章　設(shè)計型實驗……………………………………………………………………… 206
　 12. 1　實驗十三　實時 PID 控制實驗……………………………………………………… 206
　 12. 2　實驗十四　數(shù)字溫度計實驗………………………………………………………… 209
　 12. 3　實驗十五　自由空間光通信實驗…………………………………………………… 212
　 12. 4　實驗十六　直流電機轉(zhuǎn)速的測量及閉環(huán)控制……………………………………… 216
參考文獻 ……………………………………………………………………………………… 220