现代测控分析软件与应用.docx
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现代测控分析软件与应用
成绩
中国矿业大学
2016级硕士研究生课程考试试卷
考试科目：
现代测控分析软件与应用
考试时间：
2016年5月13日
学生姓名：
******
学号：
**************
所在院系：
机电工程学院
任课教师：
***
中国矿业大学研究生院培养管理处印制
一，
（1）Labview系统时间显示*
****
图1.程序前面板
图2.程序框图
2.具体程序：
cur_time=fix（clock）;
str=sprintf（'%d%s%d%s%d%s%d%s%d%s%.2d%s\n',cur_time
（1）,’年’,cur_time
（2）,’月’,cur_time（3）,’日’,cur_time（4）,’时’,cur_time（5）,’分’,cur_time（6）,’秒’）;
msgbox（str）;
图3.matlab程序和显示
二信号的产生和读取
1.用附件中的录音机记录一段语音信号，命名为“wangyangyang.wav”的波形文件保存在D盘的input_data文件夹下，添加该路径，以便matlab识别此段语音。
filename='wangyangyang.wav';
[y,fs,nbits]=wavread（filename）;%读取语音信号
N=length（y）;%求出语音信号长度
time1=（1:
N）/fs;
subplot（2,1,1）;
plot（time1,y）%绘制原始语音信号图
图4.原始信号图
A1=y（4001:
5000）;%截取一段语音信号，幅值给A1
N2=length（A1）;%求出A1的信号长度
subplot（2,1,2）;
time2=（4001:
5000）/fs;
plot（time2,A1）%绘制A1图形
xlswrite（'d:
\input_data\wangyangyang\test.xlsx',A1,'A1:
A1000'）;%保存成*.xlsx格式
A1=A1';%将A1转置
save（'test.txt','A1','-ascii'）;%保存成-ascii格式
图5.A1信号
2.
图6.程序框图
图7.前面板
3.
Fs=1000;%采样频率
T=1/Fs;%采样时间
L=1000;%信号长度
t=（0:
L-1）*T;%时间轴
A2=0.3*sin（2*pi*17*t）+0.4*sin（2*pi*155*t）+0.5*sin（2*pi*430*t）;
A3=0.25+0.25*randn（size（A2））;
S=A2+A3%混合信号
figure
plot（t,S）%绘制混合信号
title（'A1和A2的混合信号'）;%标题
xlabel（'时间t'）;%横轴标签
ylabel（'幅值|S（f）|'）;%纵轴标签
图8.混合信号
figure
plot（t,A2）%绘制信号A2
title（'信号A2'）;%标题
xlabel（'时间t'）;%横轴标签
ylabel（'幅值|S（f）|'）;%纵轴标签
图9.信号A2
三信号处理
1.解：
已知系统的传递函数为：
又
，则
因此，系统的差分方程为：
num=[10.5];
den=[10.25];
sys=filt（num,den）;
impulse（sys）
其脉冲响应如图：
图10.脉冲响应
2.matlab程序
subplot（2,2,1）;%绘制原始信号S波形图
plot（t,S）;
title（’原始信号的波形图’）;
xlabel（'时间t'）;
ylabel（'幅值|S（f）|'）;
gridon%设计IIR椭圆低通滤波器
Wp=80/500;%通带截止频率
Ws=110/500;%阻带截止频率
Rp=1;%通带波纹度Rp=1db
Rs=60;%阻带衰减率Rs=60db
[n,wn]=ellipord（Wp,Ws,Rp,Rs）;
[a,b]=ellip（n,Rp,Rs,wn）;
subplot（2,2,2）;
[H,w]=freqz（a,b,215,Fs）;%绘制滤波器的频率响应曲线
Hf=abs（H）;
Hx=angle（H）;
plot（w,Hf,w,Hx,'-.'）;
legend（'幅频特性','相频特性'）;
title（'滤波器的相频响应曲线'）;
xlabel（'频率（Hz）'）;
ylabel（'幅值/相位'）;
gridon
TS=filter（a,b,S）;%对原始信号进行滤波，并绘制滤波器后信
TS的波形图
subplot（2,2,3）;
plot（t,TS）
title（'滤波后信号的波形图'）;
xlabel（'时间t'）;
ylabel（'|TS（f）|'）;
gridon
NFFT=2^nextpow2（L）;%对滤波后信号进行快速傅里叶变换，并绘制其频谱图
SF=fft（TS,NFFT）/L;%进行fft变换
f=Fs/2*linspace（0,1,NFFT/2+1）;%频率轴
subplot（2,2,4）;
plot（f,2*abs（SF（1:
NFFT/2+1）））%画出滤波后信号的频谱图
title（'滤波后信号的频谱图'）;
xlabel（'频率（Hz）'）;
ylabel（'幅值|SF（f）|'）;
gridon
图11.综合处理
四虚拟仪器
1
图12.频谱分析程序前面板
图13.频谱分析程序框图
2
图14.相位差分析程序前面板
图15.相位差分析程序框图
五
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
总的来说，该软件有三大特点。
一是功能强大。
具有数值计算和符号计算、计算结果和编程可视化、数学和文字统一处理、离线和在线计算等功能；二是界面友善、语言自然。
MATLAB以复数处理作为计算单元，指令表达与标准教科书的数学表达式相近；三是开放性强。
该公司本身就推出了30多个应用工具箱，而世界上超过200家公司开发出与MATLAB兼容的第三方产品，这些产品向用户提供更多的工具箱、模块集、与其他商业产品的接口等
LabVIEW是一种程序开发环境，又称G语言，它是现代计算机技术、通讯技术和测试技术相结合的产物。
由美国国家仪器公司（NationalInstrument）推出的一种标准图形编程工具，主要用于开发测试、测量与控制系统。
类似于C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，其显著区别是：
：
其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。
LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。
并且，LabVIEW更好学、好用。
LabVIEW能够为用户提供简明、直观、易用的图形编程方式，其提供了丰富的图形控件，彻底把学习者从复杂枯燥的文本编程中解放出来。
由于采用自动的多线程，更能充分利用处理器尤其是多处理器的处理能力；在同一个硬件的情况下，可以通过改变软件实现不同仪器仪表的功能，实现了“软件即硬件”。
LabVIEW图形编程可以节约程序员的大量时间，效率比较高；LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。
我的课题方向是有关煤炭快速装车系统的研究，对于这个方向，有很多模块要用到MATLAB和labVIEW。
比如，煤炭装车系统里有关给煤机、输送带、给料闸门等关键部位的控制，都会用到MATLAB的编程。
又如，装车系统的上位机的显示，肯定会用到labVIEW制作操作界面。
总之。
学好这两个现代最常用的测控分析软件对我以后的课题研究有很大的帮助，更何况“技多不压身”，以后继续加强MATLAB和labVIEW的学习。
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