基于labview的波峰检测方法设计

江江 苏苏 科科 技技 大大 学学 本本 科科 毕毕 业业 设设 计（论文）计（论文） 学 院 电子信息学院电子信息学院 专 业 电子信息科学与技术电子信息科学与技术 学生姓名 胡胡 宁宁 班级学号 0940306213 指导教师 郑郑 威威 二零一三年六月 江苏科技大学本科毕业论文 基于 Labview 的波峰检测方法设计 Design Of Peak Detection Method Based On Labview 摘摘 要要 Labview 中文意思是实验室虚拟仪器集成环境，是美国国家仪器公司的开发产 品。Labview 使用的编程语言一般被称为 G 语言，G 语言是用图标表示函数，连线 表示数据的流向，采用的是数据流编程语言方式来执行，程序框图中节点与节点之 间的数据流向决定了程序的执行顺序。 本论文就是通过使用 Labview 这个虚拟仪器平台来设计并实现检测波形峰值的 过程。峰值检测方法主要有阈值法、差值法、带通滤波法、小波法等，本实验实现 的是小波法来检测信号的波峰值。在我个人来看，小波法较其他方法更灵活，它可 以通过构造不同的小波母函数来确定检测不同频段的信号，并且对于弱信号的峰值 检测也是比较实用的。 在本实验中，运用小波法检测出了信号的峰值点，通过分析可得出相应结论， 信号峰值的检测本来就比较难测，检测方法不是万能的，小波法也是，它有自身的 缺点，它的准确度取决于构造母小波函数的中心频率 fc的取值，并且检测到的峰值 也不一定斗志信号实际的峰值点。因此，后续必须在已测到的峰值点附近比较搜索 实际的信号峰值点。 关键词关键词: :Labview；峰值检测方法；小波法 江苏科技大学本科毕业设计（论文） I Abstract Labview ,Chinese mean Laboratory Virtual Instrumentation integrated environm -ent, is the development of National Instruments products. Labview programming la- nguage used language commonly referred to as G, G language function is represent -edby an icon, the connection means that the flow of data, using data flow progra- mming language way to perform, on the block diagram nodes and determine the fl- ow of data between nodes the programs execution order. In this thesis, this is through the use Labview virtual instrument platform to design and implement the process of detecting waveform peaks. Peak detection met- hods are mainly threshold method, the difference method, band-pass filtering, wavel- et method, the experimental realization of a wavelet method to detect the signal wa -ve peaks. In my personal view, the wavelet method is more flexible than other me -thods, it can construct different mother wavelet function to determine the detection signals of different frequency bands, and for weak signal peak detection is more pr -actical. In this experiment, the use of the wavelet method detected the peak point of the signal, the corresponding conclusions can be drawn through the analysis, the det -ection signal peak was relatively unpredictable, the detection method is not a pana- cea, the wavelet method, too, it has its disadvantages, its accuracy depends construc -tor mother wavelet function values of the center frequency fc, and the detected pe- ak is not necessarily the actual fighting signal peak point. Therefore, must have bee n measured up to the vicinity of the peak compare the actual signal peak point se- arch. Keywords: Labview; Peak Detection Method; Wavelet Method 目目 录录 第一章第一章 绪绪 论论 .1 1.1 研究背景.1 1.2 国内外虚拟仪器发展现状.2 1.3 设计的来源和内容.2 第二章第二章 信号信号波峰检测波峰检测原理原理 .4 2.1 峰值检测运算的原理 4 2.1.1 峰值检测综述 4 2.1.2 三次样条插值 4 2.1.3 峰值检测方法（小波、差分等）4 2.2 实验过程所用方法的原理 .10 2.2.1 相关性运算的原理.10 2.2.2 卷积运算的原理.11 第三章第三章 LabviewLabview 编程基础及其信号运算工具箱编程基础及其信号运算工具箱.15 3.1 Labview 的简介.15 3.2 Labview 的编程环境.15 3.3 设计过程中常用功能简介16 3.3.1 数据类型16 3.3.2 结构16 3.3.3 数学运算18 3.3.4 比较运算18 3.3.5 数组19 3.4 信号波峰检测工具箱20 江苏科技大学本科毕业设计（论文） I 3.4.1 相关函数的图标及使用方法20 3.4.2 卷积运算的图标及使用方法22 3.4.3 波峰检波器的图标和使用方法24 第四章第四章 信号信号波峰检测波峰检测的程序设计及实验的程序设计及实验 26 4.1 读取文件的程序设计及实验26 4.1.1 读取电子表格文件的程序框图设计26 4.1.2 读取电子表格文件程序的前面板26 4.1.3 读取电子表格文件程序的调试、运行结果27 4.2 卷积运算的程序设计及实验27 4.2.1 实现卷积运算的程序框图设计.27 4.2.2 卷积运算的前面板.28 4.2.3 卷积运算的调试、运行界面.29 4.3 峰值检测运算的程序设计及实验29 4.3.1 实现峰值检测运算的程序框图设计.29 4.3.2 峰值检测运算的前面板.30 4.3.3 峰值检测运算的调试、运行界面.30 结结 论论 32 致致 谢谢 33 参考文献参考文献 34 0 第一章第一章 绪绪 论论 1.11.1 研究背景研究背景 虚拟仪器是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展 的一个重要方向。LabVIEW 的全称为Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench（实验室虚拟仪器集成环境），是美国国家仪器公司（NI）创立的 一种强大又灵活的仪器和分析软件应用开发工具。Labview使用图形化语言编程， 直观方便，极大节省程序开发时间。它使得对信号波峰检测的分析变得更加方 便、精确，在模拟仿真控制中具有极大的作用。 虚拟仪器最大的特点就是采用了编译型图形化编程 G 语言，即用户将程序 的大体框架设计好后，只需将系统提供的各种图形化功能模块连接起来，就可 得到所需的应用软件。Labview 中所用到的的程序被称为 VI，每个 VI 都由前 面板和框图程序以及图标、连接端口三部分构成2。 信号的波峰检测一直都是信号研究的难点。不同的波形有其自身的单一性 与独特性，没有一种方法是万能的，可以测出任何信号的峰值点。在这样的实 际背景下，信号的波峰检测方法的研究与设计就很有必要。在科学实验、工业 检测等领域经常遇到需对信号的峰值进行检测的情况。峰值检测在实际应用中 很典型的就是医院中对人体心电图的分析，每一个心电信号子波形都具有一定 的生理学方面的意义。因此，如果在临床上检测心电信号的时候，发现心电波 形图上有异常的波形，就需要对此进行分析识别，并以此作为疾病诊断的依据。 当前，峰值检测电路在 AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广 泛应用。但是研究中，运用虚拟仪器来研究可以减少传统实物研究中出现的成 本等问题，传统仪器有比较固定，成本高等缺陷，而虚拟仪器研究可以弥补这 部分空缺。本研究课题就是以小波变换为理论依托来设计峰值检测的方法小 波法，进一步解决其它方法在信号峰值检测中出现的问题。 信号波峰检测是通过研究信号的描述、特性以及信号发生某些变化时其波 峰特性相应的变化，来揭示信号的时域、频域特性等。通过用 Labview 对信号 进行波峰分析，构建信号波峰分析的一个系统，从而实现对模拟信号波形峰值 的一个实时的监控和分析。基于 Labview 平台提出新的软件波峰检测方法，将 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 1 成熟的软件检测波峰的方法应用到信号波峰分析和处理领域中具有非常重要的 意义。 1.21.2 国内外虚拟仪器发展现状国内外虚拟仪器发展现状 在国内虚拟仪器的发展现状不容乐观。因为虚拟仪器是随着传统测控、计 算机和通讯技术不断发展从而产生的一项综合性结构化电子测量与控制技术。 而我国计算机、通信及电子产业的发展相比欧美国家呈现滞后的地位，从而决 定了我国虚拟仪器产业底子薄弱，欠缺相应的软硬件技术的支持，有起步晚， 发展慢的特点，直到上世纪九十年代中后期虚拟仪器才逐渐的被引入到我国应 用计算机的行业中来。前期已有的不足等各方面的因素使得我国的虚拟仪器行 业还处于起步阶段3。 但是经过多年的发展，我国国民经济持续的快速发展，进一步加快了工业 技术升级的步伐，先进的仪器设备的需求更加强劲；虚拟仪器赖以生存的个人 计算机在最近几年里以极高的速度在中国普及，这些都为虚拟仪器在我国的普 及发展奠定了良好的基础。因此，我国的虚拟仪器存在巨大的发展潜力。 国际上数据采集信号波峰的设备研发正朝着结合虚拟仪器技术、嵌入式技 术和网络技术于一体的势头发展，并对处理系统便携化和微型化提出了要求。 然而，当前国内在该领域的研究主要采用的方法有基于 PC 和 Labview 的虚拟 仪器技术和基于嵌入式系统的智能仪器技术4。 1.31.3 设计的来源和内容设计的来源和内容 本文的设计主要来源于对信号波峰检测方法原理的研究，包括自相关过程， 卷积过程，采样过程，波峰检测等峰值检测过程，在各种检测过程原理的指导 下，使用 LabVIEW 图形化系统设计平台完成对算法的程序设计和调试、仿真。 本文主要运用方法是小波检测峰值法。顾名思义， “小波”就是小的波形。所谓 “小”是指它波形具有衰减性；而称之为“波”则是指它的波动性，其振幅正负相 间的震荡形式。与傅里叶变换相比，小波变换是时间（空间）频率的局部化分 析，它通过伸缩平移运算对信号(函数)逐步进行多尺度细化，最终达到高频处 时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到 信号的任意细节，解决了傅里叶变换的困难问题，成为继傅里叶变换以来在科 2 学方法上的重大突破。此实验中，通过 Labview 来对信号波形峰值的分析来构 建运算功能，能够加深对 Labview 的理解和掌握，以便于更好的运用到以后的 学习和工作中去，同时也能够寻求更好的方法去解决相关控制领域的关于信号 采集和波峰分析的问题，从而提高工作效率和质量。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 3 第二章第二章 信号波峰检测原理信号波峰检测原理 2.12.1 峰值检测运算的原理峰值检测运算的原理 2.1.12.1.1 峰值检测综述峰值检测综述 在信号监测中，峰值检测是最重要的时域功能之一。峰值检测是电子测量 与其他相关技术方面经常会出现的问题。峰值反映了信号极重要的方面，尤其 是小信号。峰值检测的作用就是对输入信号的波峰进行提取，产生输出 Vo=Vpeak，为了实现这一目标，电路输出值要持续保持，直到达到一个新的更 大的峰值出现或电路复位才可。例如，如果要求一个峰值超过某个阈值是一个 简单的特性，然而，如果要求一个峰的形状类似于原型峰值，那么这样的属性 就是一个复杂的属性。 峰值检测在很多领域都有着它们的用处，像化学、生物及音乐等方面。那 些需要使用光谱、色谱法和基调监测等分析技术的科学家和工程师们就经常运 用峰值检测方法中某些特定的分析方法来完成相关的信号分析和处理。 2.1.22.1.2 三次样条插值三次样条插值 三次样条插值（简称 Spline 插值）是通过一系列形值点的一条光滑曲线， 数学上通过求解三弯矩方程组得出曲线函数组的过程。 三次样条函数定义：函数 S(x)C2a,b ，且在每个小区间 xj,xj+1 上是三 次多项式，其中 a =x0 小波变换的基本概念如下： 设为一平方可积函数，即，若其傅里叶变换满足条件：t RLt 2 （2- dC R 2 1） 则称为一个基本小波或小波母函数，我们称式（1）为小波函数的可容许性t 条件。其中 t 为时间，为频率，R 为实数集合，为实数域平方可积空间， RL2 由函数经过伸缩和平移得到的一族函数：t （2- a bt a t ab 1 2） 称为小波函数族或依赖于 a,b 的连续小波，式中 a,b 为实数且 a0，a 为伸 缩因子，b 为平移因子。任意信号，其小波变换定义为： RLtf 2 baWf, ttfbaWf ab , （2-dt a bt tf a 1 3） 由上式可知 a 的变化不仅改变连续小波的频谱结构，也改变其窗口的大小 与形状。随着 a 的减小，的频谱就向高频方向移动，而的宽度则越t ab t ab 来越狭小。这满足了信号频率高相应的窗口应该小，因而它在时间或（空间） 域上均有较高的分辨力。 小波变换是可逆的，则信号的重构公式tf 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 7 （2-dadb a tbaWf C tf ab h 2 1 , 1 4） 式中： （2- dw w w Ch 2 5） 应用小波变换对奇异信号进行检测 傅里叶变换是研究函数奇异性的主要工具。但是傅里叶变换缺乏空间局部 性，它只能确定一个函数奇异性的整体性质，而难以确定奇异点在空间的位置 和分布情况。小波分析具有空间局部化性质，因此，利用小波分析来分析信号 的奇异性及奇异点的位置和奇异度的大小是比较有效的。 信号的奇异性一般分为两种情况：一种是信号在某一个时刻内，其幅值或 频率发生突变，幅值或频率发生突变处是第一种类型的间断点；另一种是信号 外观上很光滑，幅值没有突变，但是信号的一阶微分有突变产生，且一阶微分 是不连续的，称为第二种类型的间断点。 定义：在某一尺度下，如果存在一点使得 0 x 00, y x （2- 0 , 00 y yxWf 6） 则称点是局部极值点，且在上有一个模极大值（过零） 00, y x y yxWf 00, 0 yy 点。如果对的某一领域内的任点 y，有 0 y （2- 000 ,yxWyxW ff 7） 则称为小波变换模极大值（过零）点。尺度空间中所有的模极大值点的 00, y x 模极大值线。关于模极大值与信号的突变（奇异）点有下面的定理。 定理：设 n 为一严格的整数，为具有 n 阶消失矩、n 次连续可微和紧支 8 集的小波，若存在尺度，使得为某一实数区间dcdcLtf, 1 0 0 x 没有局部极大值点，则在区间是一致yxWdctx f , 0dc, Lipschitz a（为任意小的正数） 。一般来讲，函数在某一点的 Lipschitz 指数 a 表征了该当的奇异性大小，a 越大，该点的光滑度越高；a 越小，该点的奇异性 越大。 基本概念：连续小波变化 （2- ba fdx a bx xfabafW , 2 1 , 8） （2- a bx ax ba 2 1 , 9） （2- db a da xbafW C xf ba 2 , , 1 10） 基本概念：基小波与参数 参数有 尺度参数 反映频率 平移参数 反映时间 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 9 图 2-1 信号尺度 图 2-2 信号尺度与频率 图 2-3 信号平移 离散化：a 与 b 取离散值 （2- m m aaa 0 11） （2- m anbb 00 10 12） （2- banm, 13） 2.22.2 实验过程所用方法的原理实验过程所用方法的原理 2.2.12.2.1 相关性运算的原理相关性运算的原理 （1）相关性综述 所谓相关是指有明显的规律性，即在时间轴上任意时间间隔为 的两个时 刻的取值 x(t1)与 x(t1+)、x(t2)与 x(t2+)、x(t3)与 x(t3+)、x(tm)与 x(tm+)均 大于或小于平均值 m。均有相同的符号，两者均大于或均小于平均值 m。对于 两两相乘总为正，求其均值的数值大，固相关性好。反之，则间隔 的两个时 刻的取值 x(tm)、x(tm+)无明显的规律性。 （2）自相关函数 自相关函数描述的是时间间隔为 的两个任意时刻 t 与（t+）的随机信号 取值的相关性，记为 RX()或 Ex(t)x(t +)。 x(t)的自相关函数 RX（）定义如下： RX()=Ex(t)x(t+)= （2- 0 1 lim( ) () T x t x tdt T 14） 将连续时间信号 x(t)用等时间间隔t 采样取值，则时间 t=nt（n=0,1,2,N-1） ，时延 =mt(m=0,1,2, ,I-1)，得信号 x(t)的离散时间序 列 x（nt） 。 自相关函数的特点： 当 =0 时的自相关值 RX(0)为 RX ()的最大值，且 RX(0)等于均方值 2。 当 Rx()m，而随机信号取得很小的 值时，此时自相关函数值取得 最小值 m。 确定性信号 x(t)与自相关函数 Rx()的周期和周期性是一致的。 2.2.2 卷积运算的原理卷积运算的原理 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 11 （1）卷积综述 简单介绍卷积是分析数学中一种重要的运算。设: f(x),g(x)是 R1 上的两个 可积函数，作积分（如右图）： （2- - f(t)g(x-t)dt 15） 由此可证明，几乎所有的实数 x，上述的积分都是存在的。这样，随着不 同的 x 取值，这个积分就定义了一个新的函数 h(x)，称为函数 f 与 g 的卷积， 记为 h(x)=(f*g)(x)。容易验证，(f * g)(x) = (g * f)(x)，并且(f * g)(x) 仍为可积函 数。 卷积运算与傅里叶变换之间存在着密切的联系。利用这一点性质，即两函 数进行傅里叶变换后的相互乘积等于它们两者卷积之后再进行的傅里叶变换， 这可使傅里叶变换在分析中遇到的许多问题的处理得到充分的简化。 由两者卷积后得到的新函数 f*g 一般要比 f 和 g 都光滑。特别当 g 为具有 紧致集的光滑函数时，并且 f 是局部可积时，它们两者的卷积结果 f * g 也是光 滑函数。利用这个性质，对于出现的任意一个可积函数 f，都能简单地形成逼近 于 f 的新的光滑函数列 fs，这种方法被称为函数的光滑化或正则化7。 （2) 一维卷积运算 信号的线性卷积为 x(t)和 y(t)： h(t)=x(t)*y(t) = （2- x().y(t-)d 16） *符号代表线性卷积。 如算法为 direct，VI 将使用下列等式离散实现线性卷积，并获取 X * Y 的 元素。 hj= （2- N-1 ki-k K=0 X .Y 17） i = 0, 1, 2, , M+N2， 12 h 为 X * Y， N 是 X 中元素的个数， M 是 Y 中元素的个数。 超出矩阵 X 和 Y 范围的索引元素等于零，如下列关系所示： Xj = 0, j 分析信号处理时域正余弦函数操作 其图标为： 图 3-11 正余弦函数图标 正余弦函数的参数设置： 图 3-12 正余弦函数图标及其窗口 图中左侧为一个标量值、数组或数字数组集群参数，右侧为输出端口正余 弦参数 端口参数如下： X 为输入标量值， Sin(x)是 X 的正弦函数， Cos(x)是 X 的余弦函数。 （2）Sinc 函数图标的调用路径 执行函数分析信号处理时域正余弦函数操作 其图标为： 图 3-13 Sinc 函数图标 正余弦函数的参数设置： 22 图 3-14 Sinc 函数图标及其窗口 图中左侧为输入端口参数，右侧为输出端口参数 端口参数如下： X 为输入标量值， Sinc(x)是 X 的函数值。 3.4.23.4.2 卷积运算的图标及使用方法卷积运算的图标及使用方法 （1）一维卷积（DBL） 图 3-15 一维卷积（DBL）.Vi 图标及其窗口 X 是第一个输入序列， Y 是第二个输入序列。 算法指定使用的卷积方法。算法的值为 direct 时，VI 使用线性卷积的 direct 方法计算卷积；如算法为 frequency domain，VI 使用基于 FFT 的方法计算卷积。 如 X 和 Y 较小，direct 方法通常更快。如 X 和 Y 较大，frequency domain 方法 通常更快。此外，两个方法数值上存在微小的差异。 表 3-1 算法指定使用的卷积方法 0direct 1frequency domain（默认） 注：X * Y 是 X 和 Y 的卷积。 错误返回 VI 的任何错误或警告。将错误连接至错误代码至错误簇转换 VI，可将错误代码或警告转换为错误簇。 （2）一维卷积(CDB) 图 3-16 一维卷积（CDB）.Vi 图标及其窗口 X 是第一个复数输入序列， 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 23 Y 是第二个复数输入序列。 算法指定使用的卷积方法。算法的值为 direct 时，VI 使用线性卷积的 direct 方法计算卷积；如算法为 frequency domain，VI 使用基于 FFT 的方法计算卷积。 如 X 和 Y 较小，direct 方法通常更快。如 X 和 Y 较大，frequency domain 方法 通常更快。此外，两个方法数值上存在微小的差异。 表 3-2 算法的值 注：X * Y 是 X 和 Y 的卷积。 错误返回 VI 的任何错误或警告。将错误连接至错误代码至错误簇转换 VI，可将错误代码或警告转换为错误簇。 （3）二维卷积(DBL) 图 3-17 二维卷积（DBL）.Vi 图标及其窗口 X 是第一个输入序列， Y 是第二个输入序列。 算法指定使用的卷积方法。算法的值为 direct 时，VI 使用线性卷积的 direct 方法计算卷积；如算法为 frequency domain，VI 使用基于 FFT 的方法计算卷积。 如 X 和 Y 较小，direct 方法通常更快。如 X 和 Y 较大，frequency domain 方法 通常更快。此外，两个方法数值上存在微小的差异。 表 3-3 算法的值 0direct 1frequency domain（默认） 注：输出大小确定 X*Y 的大小。 表 3-4 输出大小确定 X*Y 的大小 0full（默认）将 X * Y 的宽度设置为比 X 和 Y 的宽度和少 1，将 0direct 1frequency domain（默认） 24 X * Y 的高度设置为比 X 和 Y 的高度和少 1。 1size X将 X * Y 的宽度和高度设置为 X 的宽度和高度。 2compact设置 X * Y 的宽度比 X 和 Y 宽度的差多 1，设置 X * Y 的高度设置比 X 和 Y 高度的差多 1。输出大小为 compact 时，X 的宽度 和高度必须分别大于或等于 Y 的宽度和高度。 注：X * Y 是 X 和 Y 的卷积。 错误返回 VI 的任何错误或警告。将错误连接至错误代码至错误簇转换 VI，可将错误代码或警告转换为错误簇。 3.4.33.4.3 波峰检波器的图标和使用方法波峰检波器的图标和使用方法 波峰检波器如下： 图 3-18 波峰检波器图标及其窗口 X 是数组的输入值，代表了被分析的信号。数据一定是单个数组或数据块。 连续的数组块用于大数据数组或实时信号处理。但是注意，在实时信号处理时， 只有越过波峰或波谷 1/2 宽度时，才会找到真的波峰/波谷。 阈值（threshold）指示 VI 忽略了波峰和波谷，因其太小。如果设定的振幅 小于阈值，则 VI 会忽略波峰；如果设定的振幅大于阈值，则 VI 会忽略波谷。 宽度（width)指定了连续数据点的数目来用于二次最小二乘法拟合。宽度 限制于大于或等于 3 的值。这个值应当是不超过波峰或波谷半宽度的 1/2 和对 于无噪数据可以更小（但是大于 2） 。大的宽度可以减少明显的波峰振幅和转变 明显的位置。 波峰/波谷(peaks/valleys)指定 VI 是否寻找输入信号波峰或波谷。 0 Peaks 1Valleys 初始化（initialize）,当设置为 TRUE 时，指定处理第一个数据块。VI 在正 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 25 确操作开始时需要一些内部设置。如果你想处理一个数据块，留下初始化的移 动，或设定默认值为。如果你想连续过程的数据块，则设定第一块的初始化为 TRUE 和设定其他所有数据块为 FALSE。 最终数据（end of data）,当设置为 TRUE 时，指定处理最后的数据块。在 处理完最后的数据块时，VI 管理内部数据。如果你只需要处理一个数据块，留 下移动的最终数据，或设置它为默认值为 TRUE。 Found 是在当前数据块找到的波峰波谷的数目。 位置（Locations）包含所有在当前数据块发现的波峰或波谷的索引位置。 索引不是整数。 振幅（Amplitudes）包含在当前数据块找到的波峰/波谷的振幅。 二阶导数（2nd Derivatives)在当前的数据块找到的每个波峰或波谷的振幅 的二阶导数给出了测量。二阶导数给出了每个波峰或波谷的锐度的一个近似测 量。如果你检测到的是波峰，这些值是负值。反之，则是正值。 错误从 VI 返回任何错误或警告。 26 第四章第四章 信号波峰检测的程序设计及实验信号波峰检测的程序设计及实验 4.14.1 读取文件的程序设计及实验读取文件的程序设计及实验 4.1.14.1.1 读取电子表格文件的程序框图设计读取电子表格文件的程序框图设计 读取指定的行数或行从一个数字文本文件开始在一个指定的字符偏移和将 数据转换为二维,双精度数值数组、字符串或整数。你必须手动选择您想要使用 多态实例。 你可以随意地转置数组。VI打开文件来读取它并且之后关闭它。你可以使 用这个VI来阅读以文本格式保存的电子表格文件。这个VI调用表格字符串数组 函数来转换数据。 使用下拉菜单按钮来选择一个VI实例。 图4-1 读取电子表格文件程序的程序框图 4.1.24.1.2 读取电子表格文件程序的前面板读取电子表格文件程序的前面板 如图 4-2 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 27 图4-2 读取电子表格文件程序的前面板 4.1.34.1.3 读取电子表格文件程序的调试、运行结果读取电子表格文件程序的调试、运行结果 图 4-3 读取电子表格文件程序的调试、运行界面 4.24.2 卷积运算的程序设计及实验卷积运算的程序设计及实验 4.2.14.2.1 实现卷积运算的程序框图设计实现卷积运算的程序框图设计 如图所示，内部是平铺式顺序结构。这个平铺式顺序结构分别具有相应的 四个功能：最左边的是各类数据的初始化，第二个是文件和数据的下载，第三 个是对波形进行处理的实部与虚部，最右边的是核心部分，进行的是卷积运算。 28 图 4-4 卷积运算的程序框图 4.2.24.2.2 卷积运算的前面板卷积运算的前面板 图 4-5 是未加待检测信号的卷积运算前面板图，其中 x、y 分别是要进行卷 积运算的两个变量，右侧为卷积运算后的值。 图 4-5 卷积运算的前面板 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 29 4.2.34.2.3 卷积运算的调试、运行界面卷积运算的调试、运行界面 如图 4-6 所示，该界面上是运用频域法进行卷积运算的，其实卷积运算实 现的就是一个滤波器的功能，即对信号波形进行滤波处理，从而得出较为稳定 和简洁的波形，方便进行随后的信号分析。 图 4-6 卷积运算的调试、运行结果 4.34.3 峰值检测运算的程序设计及实验峰值检测运算的程序设计及实验 4.3.14.3.1 实现峰值检测运算的程序框图设计实现峰值检测运算的程序框图设计 如图 4-9 所示，内部是一个平铺式顺序结构，核心是在平铺式顺序结构里 运用卷积运算与峰值检测 VI 来起到检测波峰的值和波谷的值，小波法主要集中 在左下角框图即构造小波母函数。 图 4-7 峰值检测运算的程序框图 30 4.3.24.3.2 峰值检测运算的前面板峰值检测运算的前面板 图 4-8 显示的是峰值检测运算未加待检测信号情况下的前面板图，图中包 括三大部分：时间信号（左上） ，小波系数图（左下） ，小波母函数图（右侧两 个图） 。右下侧的 fc与 fb分别是构造小波母函数的中心频率与带宽。 图 4-8 峰值检测运算的前面板 4.3.34.3.3 峰值检测运算的调试、运行界面峰值检测运算的调试、运行界面 如图 4-11 所示，左上图为待检测信号，几个红点是通过该实验检测到峰值 点；左下图是小波系数图，红线是波峰阈值，当波峰的值小于这个阈值时将自 动被忽略，在波峰阈值变大的过程中，最后剩下的波峰的值就是最大的值；右 侧两个图为母小波函数的实部与虚部图。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 31 图 4-9 峰值检测运算的调试、运行结果 3