dfgsdfget45768@3245ERTIUI#$%#^*^SDFSDHFJ    3．系统功能模块流程的设计
    仪器流程的设计是根据仪器的功能要求，利用Lab VIEW开发平台所提供的子模板，确定程序的流程图、主要处理算法和所实现的技术方法。不同的处理算法，就有不同的虚拟仪器。 
    每个功能模块的流程图都大致相同，如图3所示，流程的最外层是循环结构（While Structure)，While循环有两个固定的端口。循环端口IteraticTerminal是一个输出端口，它输出循环当前执行的次数。循环数是从0开始计数的。条件端口Conditional Termini是一个布尔量输人端口，它是循环的控制条件。因为不同的分析功能要对应不同的处理程序，所以在While结和内部选用了选择结构(Case Structure)，使得每一个分析功能对应Case结构的一个分支，具体选择哪一个分支结构是通过前面板相应的布尔控件来控制的。由于IabVIEW的运行机制振多线程并行运行的，如果直接利用布尔控件作为Case结构的判断条件，运行中每次循环都要对所有的布尔控件进行判断之后才能确定程序的分支流程，所需时间较长，运行速度较慢。为了提高运行速度，这里对其进行改进。如图3所示，将同一功能模块的布尔控件组成一个布尔数组，然后利用数组值为真的Index作为Case结构的判断条件。这样运行速度比改进之前明显加快。由于每一个分支流程中的程序都有执行的先后，所以又在case结构中套用了顺序结构（Sequence Stricture），把最先要执行的程序放到0层，其余的程序以此类推，并且每一层的时间间隔可由时钟控件控制[4]。

       

    每个模块的具体功能算法各不相同，但是其编写代码的操作过程很类似，都是由While结构实现程序的连续运行，Case结构内部实现各种功能算法的编写。具体实现哪种功能是通过布尔数组的下标值来控制的。这里以频谱分析功能模块中的频谱校正子VI为例来说明其算法的实现。

    由于FFT和其他谱分析只能在有限的区间内进行，这就不可避免的存在由于时域截断产生的能量泄漏，使谱峰值变小，精度降低。此外本系统还需要较高精度的转速值来进行动平衡的计算和开停机曲线的绘制，因此，需要对频域的信号进行频谱校正。
    频谱校正的基本原理是相位差校正原理，即对原始单频率成分信号采连续两段样本，并且对这两段信号加相同的窗函数进行离散傅立叶变换得到调整归一化后的频率。校正量简化表达式为[5]：

       

    其中θk2、θk1为两段信号进行FFT之后的相角。

      

        

    三、系统功能测试

    各模块前面板和流程图编制完成之后，并通过USB将外部硬件数据采集卡USB2002与PC机连接起来，到此整个系统的编制就已完成。经实际测试，该系统运行正常，各个功能模块均能实现预期功能，分析结果准确、可靠。生成一个频率为12Hz、幅值为2、相位角为－30°混有均匀白噪声的正弦信号，经过频谱分析模块中的频谱校正子VI后，其运行结果如图5所示。理论上混有均匀白噪声的正弦信号经过FFT，之后在其基频处出现一条幅值为原信号幅值的单根谱线，其余为幅值很小的毛刺，从图中看实际值和理论值很接近，并且经过频谱校正之后频率、幅值和相位信息都更加准确。

       

    四、结论

    本系统是以虚拟仪器的形式开发的，克服了传统仪器开发费用高、性价比低、技术更新慢、仪器功能较单一只能由厂家设定等缺点，并且是基于USB接口完成数据采集的，以笔记本电脑为平台，发挥WINDOWS系统多任务的特点，测试分析准确，携带方便，界面友好，操作简单，便于维护，适合现场需要等优点，在软件中采用面向对象的程序方法，建立了合理的程序结构，封装了信号处理的基本程序库，便于系统功能的扩展。
    参考文献
    1  李青霞，任众烯．虚拟仪器综述[J]．现代科学仪器．1999(4)：10一12
    2  刘君华，郭会军等．基于L3bVIEA的虚拟仪器设计[M]．北京：电子工业出版社，2003:1一10
    3  杨乐平，李海涛等．IabVIEW高级程序设计[M].北京：清华大学出版社，2003:233一356
    4  石博强，赵德永等．IabVIEW6. 1编程技术使用教程[M]．北京：中国铁道出版社，2002:75一100
    5  罗江凯，丁康．在IabVIEW中实现频谱校正[J] ．汕头大学学报，2001(1):1一7