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labview与MATLAB结合实现小波去噪设计说明书

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标签: LabVIEW

LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是: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是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序,而 LabVIEW 则采用数据流编程方式,程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI指虚拟仪器,是 LabVIEW 的程序模块。 LabVIEW 提供很多外观与传统仪器(如示波器、万用表)类似的控件,可用来方便地创建用户界面。用户界面在 LabVIEW中被称为前面板。使用图标和连线,可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码,又称G代码。LabVIEW 的图形化源代码在某种程度上类似于流程图,因此又被称作程序框图代码。LABVIEW有很多优点,尤其是在某些特殊领域其特点尤其突出。

Matlab

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。

信号降噪是信号处理领域的经典问题之一。传统的降噪方法主要包括线性滤波方法和非线性滤波方法,滤波器在工作时对信号进行筛选,只让特定频段的信号通过。当信号中的有用成分和噪声成分各占不同频带,可以将噪声成分有效除去。但如果信号和噪声的频谱重叠,则经典滤波器将不起作用。这些滤波器按滤波的频段可分为高通、低通及带通滤波器,根据设计滤波器的思想可以把滤波器分为巴特沃斯滤波器、贝塞尔滤波器、椭圆滤波器及切比雪夫滤波器等。此外,传统的滤波器降噪方法的不足在于使信号变换后熵增加,无法刻画信号的非平稳性并且无法得到信号的相关性。为了克服上述缺点,采用小波变换来解决信号降噪的方法应用越来越广泛。

虚拟仪器课程设计 labview与MATLAB结合实现小波去噪 机1104班 苏江凡 20111029 Labview与MATLAB结合实现小波去噪 信号降噪是信号处理领域的经典问题之一。传统的降噪方法主要包括线性滤波方法和 非线性滤波方法,滤波器在工作时对信号进行筛选,只让特定频段的信号通过。当信号 中的有用成分和噪声成分各占不同频带,可以将噪声成分有效除去。但如果信号和噪声 的频谱重叠,则经典滤波器将不起作用。这些滤波器按滤波的频段可分为高通、低通及 带通滤波器,根据设计滤波器的思想可以把滤波器分为巴特沃斯滤波器、贝塞尔滤波器 、椭圆滤波器及切比雪夫滤波器等。 此外,传统的滤波器降噪方法的不足在于使信号变换后熵增加,无法刻画信号的非平 稳性并且无法得到信号的相关性。为了克服上述缺点,采用小波变换来解决信号降噪的 方法应用越来越广泛。 一 设计目的 由于小波变换数学理论较深,对于初学者而言,使用传统的C语言等编程方法,编程难度 很大。所以本次设计采用LabVIEW 和Matlab 混合编程的方法,将LabVIEW 完美的图形编程技术和Matlab强大的数学解算功能结合起来,实现了小波降噪的数学建 模和信号图像显示。 二 设计特点 利用LabVIEW 和Matlab混合编程的方法,将LabVIEW完美的图形编程技术和Matlab强大的的数学解算功 能结合起来,实现小波降噪的数学建模和信号图像显示。通过对正弦信号的滤波处理, 表明了小波降噪方法在处理平信号时的有效性。设计简单、明了,易于理解和掌握。 三 功能介绍 此次设计通过LabVIEW 和Matlab混合编程混合编程,首先展示了标正弦信号和噪声信号,然后通过四种滤波展 示了滤波后信号以及信噪比,实现了LabVIEW 和Matlab混合编程小波去噪。 四 详细步骤 1.设计前面板 此次设计的前面板包括了六个波形图表,分别展示正弦信号、噪声信号以及四种滤波 器滤波后的信号,还有一些必要的控件,其结构如图: [pic] [pic](图1) 以上为前面板的基本结构图。 2.后面板设计 首先,在后面板添加一个公式节点,在里面输入matlab程序,然后建立相应的while循 环,while循环部分作为公式节点的输入,噪声信号以及四种滤波作为公式节点的输出: MATLAB程序如下: [pic](图2) 公式节点的输入为: [pic](图3) 后面板总的程序图如下: [pic](图4) 3. 程序前面板与后面板设计好后,具体操作步骤如下: (1)打开前面板,创建6个波形图,然后依次将标题改为原始信号、噪声信号、以及四 种滤波信号。 (2)再在波形图旁边创建6个数值输入控件和一个布尔翘板开关。 (3)在四种滤波信号下面分别创建相应的均方根误差和信噪比显示控件。 (4)在后面板建立如图3的流程图。 (5)后面板的公式节点内输入如图2所示的MATLAB程序。 (6)注意将两个while循环相连并且和布尔开关连接. (7)返回前面板并运行VI。在输入簇中输入不同的值观察输出。 (8)关闭并保存程序。 4.运行程序如图 [pic] 五 总结 小波去噪方法相比于传统的滤波器方法,在处理非平稳信号时具有独特的优势,有助 于提高信号分析处理精度。而采用LabVIEW 和Matlab 混合编程的方法,则降低了编程难度,可以大大提高工作效率,是一种实现仪器编程的 便捷途径。 两周的课程设计结束了,在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识,也培养了 我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。在设计过程中,与 同学分工设计,和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。学会了合作,学会了运筹帷 幄,学会了宽容,学会了理解,也学会了做人与处世。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,着是我们迈向社会,从事职业工 作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”,通过这次课程设计,我深深体会到这句千 古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计,学会脚踏实地迈开这一步,就是为明天 能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础. 在这次设计过程中,体现出自己的能力以及综合运用知识的能力,体会了学以致用、 突出自己劳动成果的喜悦心情,从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节,从而加以弥 补。 在此感谢我们的老师,老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样 ;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次模具设计的每个实验细 节和每个数据,都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度,帮助我能 够很顺利的完成了这次课程设计。 同时感谢对我帮助过的同学们,谢谢你们对我的帮助和支持,让我感受到同学的友谊 。 由于本人的设计能力有限,在设计过程中难免出现错误,恳请老师们多多指教,我十 分乐意接受你们的批评与指正,本人将万分感谢。
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