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基于NI ELVIS 的自動控制基礎實驗教程 版權信息
- ISBN：9787576308273
- 條形碼：9787576308273 ; 978-7-5763-0827-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
基于NI ELVIS 的自動控制基礎實驗教程 本書特色
本書作為在虛擬儀器構建的平臺上進行自動控制基礎實驗與實踐的教材，內容涵蓋了LabVIEW編程基礎、數據采集和信號分析、基于LabVIEW的NI- ELVIS虛擬儀器教學實驗套件的基本概念、硬件構成、ELVIS的軟件編程、實驗設計方法，并密切配合自動控制基礎的課程內容及課程對象的專業要求，精心設計了16個基于NI- ELVIS的實驗。
基于NI ELVIS 的自動控制基礎實驗教程 內容簡介
本書作為在虛擬儀器構建的平臺上進行自動控制基礎實驗與實踐的教材，內容涵蓋了LabVIEW編程基礎、數據采集和信號分析、基于LabVIEW的NI- ELVIS虛擬儀器教學實驗套件的基本概念、硬件構成、ELVIS的軟件編程、實驗設計方法，并密切配合自動控制基礎的課程內容及課程對象的專業要求，精心設計了16個基于NI- ELVIS的實驗。書中的實驗具有軟硬件結合、涉及課程范圍廣（模擬和數字電子技術、信號處理、光電傳感器技術等）、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、測控技術與儀器專業大專、本科、研究生的實踐教學、實驗教材或教學參考書，也可作為其他相關理工科學生和工程技術人員的實踐參考書。
基于NI ELVIS 的自動控制基礎實驗教程 目錄
緒論 …………………………………………………………………………………………… 001
**篇 LabVIEW 基礎
第1 章 LabVIEW 概述 ………………………………………………………………… 007
1. 1 什么是 LabVIEW ……………………………………………………………………… 007
1. 2 LabVIEW 的應用 ……………………………………………………………………… 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 開發環境 …………………………………………………………… 010
2. 1 創建一個 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” 選板 …………………………………………………………………… 020
2. 3 LabVIEW 的數據類型 ………………………………………………………………… 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 程序調試 ………………………………………………………………………… 028
2. 4. 4 VI 程序 …………………………………………………………………………… 029
第3 章 LabVIEW 中的程序結構……………………………………………………… 032
3. 1 程序結構概述 ………………………………………………………………………… 032
3. 2 For 循環………………………………………………………………………………… 033
3. 3 While 循環 …………………………………………………………………………… 034
3. 4 移位寄存器、 反饋節點和變量 ……………………………………………………… 037
3. 4. 1 移位寄存器 ……………………………………………………………………… 037
3. 4. 2 反饋節點 ………………………………………………………………………… 038
3. 4. 3 創建局部變量和全局變量 ……………………………………………………… 039
3. 5 條件結構 ……………………………………………………………………………… 041
3. 6 順序結構 ……………………………………………………………………………… 042
3. 7 事件結構 ……………………………………………………………………………… 044
3. 7. 1 事件 ……………………………………………………………………………… 044
3. 7. 2 事件結構 ………………………………………………………………………… 045
3. 8 公式節點 ……………………………………………………………………………… 047
第4 章 數組、 矩陣與簇 ………………………………………………………………… 048
4. 1 數組 …………………………………………………………………………………… 048
4. 1. 1 數組的定義 ……………………………………………………………………… 048
4. 1. 2 數組的建立 ……………………………………………………………………… 048
4. 1. 3 數組函數 ………………………………………………………………………… 050
4. 2 簇 ……………………………………………………………………………………… 052
4. 2. 1 簇的組成 ………………………………………………………………………… 052
4. 2. 2 創建簇 …………………………………………………………………………… 053
4. 2. 3 簇函數 …………………………………………………………………………… 055
4. 3 矩 陣 ……………………………………………………………………………… 058
4. 3. 1 創建矩陣 ………………………………………………………………………… 058
4. 3. 2 矩陣函數 ………………………………………………………………………… 058
4. 3. 3 線性代數函數 …………………………………………………………………… 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 …………………………………………………………………… 079
6. 1. 1 Express VI ……………………………………………………………………… 079
6. 1. 2 波形 VI …………………………………………………………………………… 081
6. 2 測試信號產生 ………………………………………………………………………… 086
6. 2. 1 仿真信號產生函數 ……………………………………………………………… 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 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———失真測量 Express VI ……………………… 098
6. 4 數字濾波在 LabVIEW 中的應用及軟件實現………………………………………… 101
6. 4. 1 “濾波器” Express VI …………………………………………………………… 101
6. 4. 2 數字 FIR 濾波器 VI ……………………………………………………………… 103
6. 4. 3 濾波器相關 VI …………………………………………………………………… 104
第二篇 NI ELVIS 平臺
第7 章 DAQ (數據采集) 系統及 NI ELVIS 概述 ……………………………… 109
7. 1 DAQ 系統 ……………………………………………………………………………… 109
7. 1. 1 DAQ 硬件 ………………………………………………………………………… 109
7. 1. 2 虛擬儀器 ………………………………………………………………………… 109
7. 2 什么是 NI ELVIS? …………………………………………………………………… 110
7. 3 NI ELVIS 的硬件和軟件 ……………………………………………………………… 110
7. 3. 1 NI ELVIS II 的硬件構成 ………………………………………………………… 110
7. 3. 2 NI ELVIS 軟件 …………………………………………………………………… 110
7. 4 NI ELVIS 的安裝與配置 ……………………………………………………………… 113
7. 4. 1 運行 NI ELVIS 所需要的配置…………………………………………………… 113
7. 4. 2 NI ELVIS 設備使用注意事項 …………………………………………………… 113
7. 4. 3 NI ELVIS 設備的安裝 …………………………………………………………… 113
7. 4. 4 NI ELVIS 設備的測試 …………………………………………………………… 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. 2. 1 原型實驗板狀態指示燈 ………………………………………………………… 118
8. 2. 2 控制器件 ………………………………………………………………………… 119
8. 2. 3 接線端口 ………………………………………………………………………… 119
8. 3 NI ELVIS II+原型實驗板 …………………………………………………………… 119
8. 3. 1 原型實驗板電源 ………………………………………………………………… 119
8. 3. 2 信號描述 ………………………………………………………………………… 119
8. 4 連接信號 ……………………………………………………………………………… 122
8. 4. 1 模擬輸出 ………………………………………………………………………… 122
8. 4. 2 數字萬用表 (DMM) …………………………………………………………… 123
8. 4. 3 示波器 …………………………………………………………………………… 123
8. 4. 4 模擬輸出 ………………………………………………………………………… 123
8. 4. 5 函數發生器 ……………………………………………………………………… 124
8. 4. 6 電源 ……………………………………………………………………………… 124
8. 4. 7 數字輸入/輸出…………………………………………………………………… 124
8. 4. 8 可編程函數界面 (PFI) ……………………………………………………… 125
8. 4. 9 用戶自定義 I/ O ………………………………………………………………… 125
8. 4. 10 波特分析儀……………………………………………………………………… 125
8. 4. 11 雙線伏安分析儀………………………………………………………………… 125
8. 4. 12 三線伏安分析儀………………………………………………………………… 125
8. 4. 13 計時器/計數器 ………………………………………………………………… 125
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. 2. 1 NI - DAQmx ……………………………………………………………………… 126
9. 2. 2 NI - MAX ………………………………………………………………………… 127
9. 2. 3 用驅動程序 NI - DAQmx 配置測量通道和任務 ……………………………… 127
9. 2. 4 DAQmx VI———數據采集函數簡介……………………………………………… 131
9. 2. 5 DAQmx (數據采集) 的屬性節點 ……………………………………………… 133
9. 2. 6 DAQmx (數據采集) 的任務狀態 (邏輯) …………………………………… 134
9. 3 使用 API 對 NI ELVIS 進行編程……………………………………………………… 134
9. 3. 1 可調電源 (VPS) ……………………………………………………………… 134
9. 3. 2 函數發生器 (FGEN) ………………………………………………………… 135
9. 3. 3 數字萬用表 (DMM) …………………………………………………………… 136
9. 3. 4 數字輸入/輸出 (DIO) ………………………………………………………… 136
第10 章 NI ELVIS 基礎實驗 ………………………………………………………… 138
10. 1 實驗一 軟前置板 (SFP) 的使用 ………………………………………………… 138
10. 1. 1 背景知識………………………………………………………………………… 138
10. 1. 2 實驗步驟………………………………………………………………………… 139
10. 2 實驗二 元件參數的測量…………………………………………………………… 140
10. 2. 1 電阻的測量……………………………………………………………………… 140
10. 2. 2 二極管的測量…………………………………………………………………… 141
10. 2. 3 通斷測量………………………………………………………………………… 142
10. 2. 4 電容的測量……………………………………………………………………… 143
10. 2. 5 電感測量………………………………………………………………………… 144
10. 3 實驗三 信號分析及輸出…………………………………………………………… 144
10. 3. 1 函數信號發生器以及示波器的使用…………………………………………… 145
10. 3. 2 任意波形發生器的使用………………………………………………………… 148
10. 3. 3 數字寫入器的使用……………………………………………………………… 153
10. 3. 4 數字讀取器的使用……………………………………………………………… 156
10. 3. 5 動態信號分析儀和倍頻分析儀的使用………………………………………… 157
10. 4 實驗四 基本運算放大器電路的頻率響應………………………………………… 160
10. 4. 1 原理……………………………………………………………………………… 160
10. 4. 2 實驗步驟………………………………………………………………………… 161
10. 5 實驗五 NI ELVIS II+的編程 ……………………………………………………… 165
10. 5. 1 原理……………………………………………………………………………… 165
10. 5. 2 在 LabVIEW 中建造一個物理量測量電路 …………………………………… 165
第三篇 基于NI ELVIS 平臺的實驗與實踐
第11 章 自動控制基礎實驗 …………………………………………………………… 171
11. 1 典型環節的特性……………………………………………………………………… 171
11. 1. 1 典型基本環節…………………………………………………………………… 171
11. 1. 2 時域特性………………………………………………………………………… 173
11. 1. 3 頻域特性………………………………………………………………………… 180
11. 1. 4 實驗六 典型環節的時域特性………………………………………………… 188
11. 1. 5 實驗七 典型基本環節的頻域特性…………………………………………… 189
11. 2 線性系統的穩定性…………………………………………………………………… 190
11. 2. 1 線性系統的穩定性……………………………………………………………… 190
11. 2. 2 線性系統的穩態誤差…………………………………………………………… 194
11. 2. 3 實驗八 線性系統的穩定性分析……………………………………………… 196
11. 2. 4 實驗九 線性系統的穩態誤差分析…………………………………………… 197
11. 3 系統校正……………………………………………………………………………… 199
第12 章 設計型實驗……………………………………………………………………… 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 直流電機轉速的測量及閉環控制……………………………………… 216
參考文獻 ……………………………………………………………………………………… 220
展開全部
基于NI ELVIS 的自動控制基礎實驗教程 作者簡介
趙偉瑞，女，2000年獲得光學工程專業的工學博士學位，于2004年到北京理工大學任教至今。長期承擔自動控制基礎、復變函數與積分變換、現代光信息探測技術等本科生及研究生的教學工作；在國內外學術期刊上發表論文30余篇，以第一發明人授權的國家發明專利6項。主要研究領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鍵技術研究，并取得了一定成果。
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