基于虚拟仪器的振动测试系统的设计(3)

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图3 信号发生模块程序框图

4.2 信号分析模块

信号的分析和处理是数据采集系统的最后一个环节，目的是：提高信噪比、提取信号特征、分析信号、修正系统误差。本系统的信号分析处理主要从时域和频域两方面进行。

4.2.1 时域分析与处理

①首先采集的信号经数字滤波，滤波部分采用Filters函数子模版的巴特沃思滤波函数Butterworth Filter，设置为带通滤波。

②其次是求得加速度信号的速度和振幅这两个特征值。

调用Domain函数子模块中的Integral x(t)函数，将加速度变化率累加，求得当前速度；再将速度变化累加，求得当前位移。

趋势项是测试中某些因素引起的随时间变化的长周期系统误差。调用以最小二乘法拟合直线的Linear Fit函数拟合趋势项，然后再从数据中减去。

③最后还包括相关分析，表征采集信号在不同时刻瞬时值的相互依从关系。 相关函数表达式为Rxy1N=lim∑x(i)y(i+r) （r=0,1,2……，m） N→∞Ni=1

式中 N ：总采样数，i：采样序列，r：间断时移植，x、y代表两模拟信号

调用Signal Operation子模块中的AutoCorrelation函数，它所用的算法是Rxy(r)=∑x(i)x(i+r)，因此需修正才可得到其自相关性曲线。

i=1∧N

4.2.2 频域分析与处理

为了减小或抑制频率泄露，采用了汉宁加窗函数，对信号进行加权处理。频率分析模块选用了Frequency Domain函数子模板，用FFT变换计算出时域信号的自功率谱以及自功率谱中的频率峰值等特性参数。

实验中用共振频率近似代替被测系统的固有频率，在扫频过程中记录被测悬臂梁的振动频率与对应的位移振幅，得到幅频特性曲线，曲线峰值处就是实际测量的共振频率。由固有频率可近似求出被测悬臂梁的阻尼比。

4.3 报表生成

在完成数据采集和分析后，调用Report Generation函数子模板编写报表程序，生成HTML格式的测试报表。首先创建新报表，设置页边距、报表方向、字体等格式；调用Append Report Text向报表中加入文字；调用Append Control Image to Report加入控件图像到报表，Ctrl reference参数是要加入控件参考号（Reference），在图像控件的快捷菜单上可创建相应参考号；调用Append Table to Report向报表加入表格，其为多态VI，分别用来加入文本表

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