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王健，杜軍，楊娜，趙國生 著

圖書標籤:

• LabVIEW
• 數據采集
• 儀器控製
• 自動化測試
• 圖形化編程
• NI
• 測試測量
• 工程應用
• 信號處理
• 虛擬儀器

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302485223

版次：1

商品編碼：12284830

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-12-01

用紙：膠版紙

頁數：361

字數：558000

産品特色

編輯推薦

作者長期使用LabVIEW進行教學和科研工作，有著豐富的教學和實踐經驗。在內容選材上，按照從基礎到實用的順序，結閤大量實例，詳細講解操作步驟，能夠使讀者快速、真正地掌握LabVIEW

內容簡介

本書選用LabVIEW 2014專業版軟件開展全麵、係統的介紹。全書共14章，第1章和第2章對LabVIEW的基礎內容進行介紹，使讀者對LabVIEW具有整體的認識並掌握基本的編程和操作方法。在此基礎上，第3～8章對數據類型、數據結構、基本函數、程序結構、圖形顯示以及ExpressVI技術等LabVIEW中*為常用的內容進行介紹，使讀者具備解決基本問題的能力。第9～14章對文件類型與操作、子VI、外部程序接口、屬性與方法節點、數字信號處理、應用程序發布等工程應用所必需的內容進行講解。
本書在講解基礎知識的同時結閤瞭大量實例，可作為本科、大專院校計算機和電子類專業學生“虛擬儀器”或相關課程的教材，也可作為從事相關工作的科研和工程技術人員的自學參考書。

作者簡介

趙國生，副教授，工學博士，哈爾濱師範大學計算機科學與信息工程學院。現主要從事可信網絡、自律計算及其認知網絡等方麵的教學和科研工作。在計算機網絡仿真模擬方麵有十多年的科研經驗；在實踐方麵，作者團隊多年來一直從事LabVIEW理論研究工作，熟悉LabVIEW軟件並掌握該領域的發展方嚮，具有紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗。熟練應用LabVIEW進行瞭多項工業産品和項目的優化計算和仿真模擬。

目錄

第1章 LabVIEW的前世今生
1.1 LabVIEW是什麼 1
1.1.1 虛擬儀器 1
1.1.2 圖形化編程語言 2
1.1.3 LabVIEW 2
1.2 LabVIEW發展曆史 3
1.3 LabVIEW主要應用領域 6
1.3.1 結構健康監測 6
1.3.2 電能質量監測 8
1.3.3 節能減排 8
1.3.4 機器人開發和生物醫學 8
1.4 VI的建立 10
1.5 控件的添加與程序框圖的編輯 11
1.6 圖形化語言與數據流 14
1.7 小結 15
1.8 思考與練習 15
第2章 LabVIEW編程環境與基本操作
2.1 LabVIEW編程環境的組成 16
2.1.1 LabVIEW啓動界麵 16
2.1.2 菜單欄 19
2.1.3 工具欄 26
2.1.4 【工具】選闆 29
2.1.5 LabVIEW幫助 30
2.1.6 導航窗口 31
2.1.7 範例查找器 32
2.1.8 編程環境調整 33
2.2 VI的編輯 36
2.2.1 前麵闆編輯 36
2.2.2 程序框圖編輯 42
2.3 VI的運行與調試 45
2.3.1 程序的運行 46
2.3.2 錯誤信息 46
2.3.3 程序的加亮執行 47
2.3.4 設置斷點與探針 47
2.3.5 程序注釋 48
2.3.6 程序調試技巧 49
2.4 小結 50
2.5 思考與練習 50
第3章 LabVIEW數據類型
3.1 數值型 51
3.2 布爾型數據 58
3.3 枚舉型數據 62
3.4 時間型數據 63
3.5 變體型數據 66
3.6 局部和全局變量 67
3.7 小結 74
3.8 思考與練習 74
第4章 字符串、數組、矩陣和簇
4.1 字符串 75
4.1.1 字符串控件 75
4.1.2 組閤框控件 78
4.1.3 路徑控件 79
4.2 數組 81
4.3 矩陣 84
4.3.1 創建矩陣輸入控件、顯示控件和常量 84
4.3.2 矩陣的默認大小和值 85
4.4 簇 85
4.5 小結 87
4.6 思考與練習 88
第5章 LabVIEW中的基本函數
5.1 標量運算函數 89
5.1.1 運算函數 89
5.1.2 標量與數組的運算 90
5.1.3 數組與數組的運算 91
5.1.4 標量與簇的運算 92
5.1.5 簇與簇的運算 95
5.2 數組函數 95
5.3 簇函數 118
5.4 矩陣函數 123
5.5 關係運算與比較函數 128
5.5.1 基本關係運算 129
5.5.2 “比較0”關係運算 129
5.5.3 復雜關係運算函數 130
5.6 小結 134
5.7 思考與練習 134
第6章 LabVIEW程序結構
6.1 循環結構 135
6.1.1 For循環結構概述 135
6.1.2 For循環的“隧道” 138
6.1.3 For循環與數組 139
6.1.4 移位寄存器與反饋節點 142
6.1.5 While循環結構 146
6.2 條件結構 147
6.2.1 兩分支條件結構 148
6.2.2 多分支條件結構 150
6.3 順序結構 152
6.3.1 兩種順序結構 152
6.3.2 隧道與順序局部變量 154
6.3.3 順序結構的典型應用 156
6.4 定時結構 156
6.5 事件結構 161
6.5.1 事件結構的構成與創建 162
6.5.2 常見類型事件 164
6.6 公式節點 167
6.7 小結 169
6.8 思考與練習 170
第7章 數據的圖形化顯示
7.1 波形數據 172
7.1.1 波形數據控件 172
7.1.2 波形數據操作函數 174
7.2 波形圖錶 176
7.2.1 波形圖錶的外觀與屬性設置 176
7.2.2 繪製單麯綫 182
7.2.3 繪製多麯綫 184
7.3 波形圖 184
7.4 XY圖 188
7.5 強度圖和強度圖錶 191
7.6 數字波形圖 194
7.6.1 數字數據 194
7.6.2 數字波形數據與數字波形圖 197
7.7 三維圖形 199
7.8 小結 203
7.9 思考與練習 203
第8章 基於Express VI搭建專業測試係統
8.1 Express 技術簡介 205
8.2 從實例中學習 Express VI 209
8.3 動態數據類型 214
8.4 小結 215
8.5 思考與練習 215
第9章 文件的輸入/輸齣
9.1 文本文件操作 217
9.1.1 通用文件操作函數 217
9.1.2 寫入/讀取文本文件 219
9.2 寫入/讀取電子錶格文件 223
9.2.1 【寫入電子錶格文件】函數 223
9.2.2 【讀取電子錶格文件】函數 225
9.2.3 電子錶格文件 226
9.3 INI文件的讀寫 227
9.4 寫入/讀取二進製文件 228
9.4.1 一次性寫入/讀取二進製文件 230
9.4.2 隨機讀取二進製文件 230
9.4.3 數據流寫入/讀取二進製文件 231
9.5 TDMS文件 232
9.5.1 TDMS函數簡介 232
9.5.2 TDMS文件的簡單讀寫 237
9.5.3 波形數據的寫入/讀取 238
9.5.4 列齣TDMS文件內容 239
9.5.5 TDMS文件的內置屬性 239
9.6 XML格式的文件 240
9.7 小結 242
9.8 思考與練習 242
第10章 子VI
10.1 子VI的生成 244
10.2 子VI重入執行 253
10.3 多態VI 254
10.4 建立自己的子VI庫 258
10.5 小結 259
10.6 思考與練習 260
第11章 外部程序接口與數學分析
11.1 DLL與API調用 261
11.1.1 DLL與API簡介 261
11.1.2 調用DLL及API 263
11.2 Active 266
11.3 數學分析 271
11.3.1 基本數學函數 272
11.3.2 綫性代數 273
11.3.3 概率與統計 274
11.3.4 微積分 275
11.3.5 空間解析幾何 278
11.4 思考與練習 280
第12章 屬性與方法節點
12.1 LabVIEW控件對象的層次繼承結構 282
12.1.1 通用類的屬性 285
12.1.2 圖形對象類 287
12.2 圖形對象類的子類 288
12.3 引用句柄 293
12.4 調用節點 294
12.5 VI的屬性與方法 298
12.5.1 VI的引用句柄 298
12.5.2 VI的屬性 298
12.5.3 VI的方法 301
12.6 小結 303
12.7 思考與練習 304
第13章 數據采集與信號處理
13.1 數據采集基礎 305
13.1.1 原始信號 305
13.1.2 傳感器 306
13.1.3 信號調理設備 306
13.1.4 數據采集設備 307
13.1.5 計算機 307
13.2 如何選擇數據采集卡 308
13.3 數字信號的分析與處理 312
13.3.1 信號處理框架 312
13.3.2 信號的時域分析 314
13.3.3 信號的頻域分析 323
13.3.4 濾波 327
13.4 小結 334
13.5 思考與練習 334
第14章 應用程序發布
14.1 LabView項目 335
14.1.1 新建項目 335
14.1.2 添加項目 337
14.1.3 組織項目中的項 339
14.1.4 保存項目 341
14.2 程序生成規範 342
14.2.1 程序生成規範的類型 342
14.2.2 開發和發布應用程序的一般性步驟 343
14.3 生成獨立應用程序 345
14.4 安裝程序 354
14.5 共享庫 357
14.6 小結 360
14.7 思考與練習 360

精彩書摘

第5章 LabVIEW中的基本函數

數據處理是LabVIEW編程的重要內容。LabVIEW對數據的操作是通過各種基本函數實現的，本章將介紹LabVIEW的各類基本函數。與常規語言不同，LabVIEW不存在專門的運算符，它所有的運算都是通過函數實現的。所以，學會函數的使用方法是LabVIEW程序開發人員必備的技能。

為避免概念和含義上的混淆，在開始學習之前，首先對LabVIEW幫助文件中的節點、函數和函數節點3個經常齣現的名詞做一下簡要的區彆。

節點所包含的內容比函數多，它包含函數。當然，除瞭函數節點外，還有其他類型的節點，如公式（或錶達式）節點、代碼接口節點（CIN）、屬性節點、調用節點、子VI、Express VI以及循環結構等。

所以，根據以上論述，應該能夠理解函數節點本質上也是函數，所以不論提到函數節點或是函數，都是一個含義。

5.1 標量運算函數

5.1.1 運算函數

普通編程語言中的運算符在LabVIEW中等同運算函數。在程序框圖界麵中，右擊空白處，彈齣【函數】選闆，選擇【函數】選闆上【編程】欄中的【數值】，彈齣【數值】函數選闆，如圖5-1所示。

圖5-1 【數值】函數選闆

【數值】函數選闆包含瞭加、減、乘、除等基本運算函數，還包含瞭很多高級的運算函數，如平方、取整、隨機數（0～1）、常數和類型轉換等。這類運算函數的功能和使用方法讀者可以通過自行實驗和“即時幫助”途徑進行掌握，這裏不再贅述。這裏隻給齣一個小小的程序，作為範例。

【例5-1】 連綫産生0～2之間變化的隨機數，並將它們在波形圖錶中顯示。

設計過程

（1）使用隨機數函數産生0～1之間變化的隨機數。

（2）用乘函數將隨機數的變化範圍擴大1倍。

（3）將産生的隨機數傳遞給波形圖錶顯示。

（4）為瞭使隨機數的産生連續進行下去，將産生隨機數的程序放入While循環中，如圖5-2所示。

（a）前麵闆 （b）程序框圖

圖5-2 0～2範圍內的隨機數

注意：數值函數選闆中的運算函數都適用於標量的運算，並且很多函數可以進行數組和簇的運算，這些函數被稱為多態函數。運用多態函數是LabVIEW的基本技巧，必須熟練掌握。接下來對多態函數進行講解。

5.1.2 標量與數組的運算

標量與數組的運算是標量與數組中的每一個元素都進行運算，然後運算結果依然構成相同維數的數組。如圖5-3所示，一個二維數組與不同的幾個標量進行運算，依然生成一個二維數組。

……

前言/序言

基本內容

隨著我國科技水平以及生産力水平的進一步提高，廣大科研、工程技術人員對搭建本專業基於計算機的自動化實驗、測試、生産加工平颱的需求變得空前強烈。但從事非計算機專業的科技人員對於利用文本語言來編製儀器控製程序，卻往往束手無策。NI 公司推齣的基於圖形化編程方法的應用軟件開發平颱LabVIEW徹底改變瞭儀器控製程序設計人員的感受。他們可以擺脫使用文本語言來編製儀器控製程序的痛苦摺磨，全身心地投入到實驗測量以及生産加工的本身，從而大大提高研究、測試、生産加工的效率。

本書以非計算機專業人員的視角，從實際需求入手介紹LabVIEW解決問題的方法，在對其有瞭形象直觀認識的基礎上，逐步進入對其原理的講解，從而使非計算機專業的初學者很快能夠利用它解決實際工程中的問題，為進一步對LabVIEW更深層次的應用打下基礎。本書分成14章，各章主要內容如下。

第1章對LabVIEW進行概括性的介紹，包括它的發展曆史、特點、應用領域、開發環境、工程建立方法以及具體編程方式，使讀者在對LabVIEW具有一定認識的基礎上能夠完成一些小應用程序的設計。

第2章對LabVIEW編程環境與基本操作進行瞭較詳細的介紹。

第3章對LabVIEW數據類型進行介紹，主要包括對其控件和常量的選取、操作和屬性設置方法等。另外，本章還對局部和全局變量進行瞭介紹。

第4章主要對字符串、數組、簇、矩陣4種LabVIEW數據結構進行瞭講解，包括它們控件的建立和調整等方麵的內容。

第5章介紹瞭LabVIEW中的基本函數，包括標量運算函數、關係運算函數、數組函數、矩陣函數和簇函數等。

第6章詳細介紹瞭LabVIEW程序結構，包括循環結構、順序結構、條件結構和事件結構等。

第7章介紹瞭LabVIEW中數據的圖形化顯示，包括波形圖、波形圖錶、XY圖等。

第8章介紹瞭基於Express VI搭建專業測試係統。

第9章對LabVIEW提供的文件類型和對應的輸入/輸齣等操作過程進行詳細介紹。

第10章介紹瞭如何構建和使用LabVIEW的子VI。

第11章介紹LabVIEW外部程序接口與數學分析的方法。

第12章對LabVIEW中的屬性與方法節點進行詳細介紹。

第13章對數據采集和數字信號處理的基礎理論、概念、知識和方法進行介紹，並對LabVIEW中數字信號的時域和頻域分析函數進行介紹。

第14章介紹如何用LabVIEW編寫的程序創建可執行文件、可執行文件安裝包以及動態鏈接庫（DLL）等，即應用程序發布。

主要特點

本書作者長期使用LabVIEW進行教學和科研工作，有著豐富的教學和實踐經驗。在內容編排上，按照讀者學習的一般規律，結閤大量實例講解操作步驟，能夠使讀者快速、真正地掌握LabVIEW。

具體講，本書具有以下鮮明的特點：

* 從零開始，輕鬆入門；

* 圖解案例，清晰直觀；

* 圖文並茂，操作簡單；

* 實例引導，專業經典；

* 學以緻用，注重實踐。

讀者對象

* LabVIEW初學者；

* 具有一定LabVIEW基礎知識，希望進一步深入掌握LabVIEW程序設計的中級讀者；

* 大中專院校計算機、電子等相關專業的學生；

* 從事檢測、控製等相關工作的科研和工程技術人員。

本書可作為本科、大專院校計算機和電子信息類專業學生虛擬儀器或相關課程的教材，也可作為從事相關工作的科研和工程技術人員的自學參考書。

聯係我們

本書由哈爾濱理工大學王健、哈爾濱師範大學杜軍、趙國生和黑龍江工程學院楊娜共同組織編寫。王健負責第1章和第8章，杜軍負責第5～7章，第9、10章，楊娜負責第11～14章，趙國生負責第2～4章。參與本書編寫的人員還有宋一兵、管殿柱、王獻紅、李文鞦、張忠林、趙景波、曹立文、郭方方、初航、謝麗華等教師。此外，陳炫慧、郭兆文、郭乃文、王萌、鄒伊凡和白勇強等同學在資料整理、文字校驗和所有源代碼的編寫等方麵也給予瞭一定的幫助，在此一並感謝。

本書得到瞭以下項目的支持：國傢自然科學基金項目“可生存係統的自主認知模式研究”（61202458）、國傢自然科學基金項目“基於認知循環的任務關鍵係統可生存性自主增長模型與方法”（61403109）、高等學校博士點基金項目（20112303120007）、中國博士後科學基金麵上資助項目（20090460882）和哈爾濱市科技創新人纔研究專項（2016RAQXJ036）。

感謝您選擇本書，希望我們的努力對您的工作和學習有所幫助，也希望您把對本書的意見和建議告訴我們。

《現代測量控製係統設計與實現》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一套全麵、係統的現代測量與控製係統設計與實現方法論。在當今工業自動化、科學研究及工程應用領域，對精準、可靠的測量數據獲取與高效、智能的控製策略執行能力的需求日益增長。本書將深入剖析測量控製係統的核心概念、關鍵技術以及實際工程中的設計考量，幫助讀者構建起從理論到實踐的堅實橋梁，掌握設計、開發、調試並優化各類測量控製係統的完整流程。 第一部分：測量係統的基礎理論與核心技術 本部分將為讀者奠定紮實的理論基礎，深入理解測量係統的運作原理。 1.1 測量係統的基本組成與工作流程： 我們將從最基本的層麵齣發，解析一個典型的測量係統是如何工作的。這包括對傳感器、信號調理電路、數據采集卡（ADC）、計算機（或嵌入式係統）以及信息顯示與處理單元等關鍵組件的詳細介紹。通過對這些組成部分功能的梳理，讀者將能夠清晰地理解數據從物理量轉換為可識彆信號，再到最終被係統處理和呈現的整個過程。我們將重點講解不同組件之間的相互關係和數據流動的邏輯，為後續更深入的技術探討打下基礎。 1.2 傳感器原理與選型指南： 傳感器是測量係統的“眼睛”，其性能直接決定瞭測量的精度和可靠性。本章將係統性地介紹各類常用傳感器的物理學原理，例如： 溫度傳感器： 熱電偶（K型、J型、T型等）、熱敏電阻（NTC、PTC）、電阻溫度檢測器（RTD，如Pt100）、紅外溫度傳感器等，深入講解它們的工作機製、響應特性、精度範圍以及適用場景。 壓力傳感器： 壓阻式、電容式、應變片式、壓電式等，分析其測量原理、綫性度、過載能力及環境適應性。 位移與位置傳感器： 綫性電位計、LVDT（綫性可變差動變壓器）、編碼器（增量式、絕對式）、霍爾傳感器、超聲波傳感器、激光測距傳感器等，探討其測量方式、分辨率、響應速度及抗乾擾能力。 力與力矩傳感器： 應變片式傳感器、壓電式傳感器等，講解其力學轉換原理及應用。 流量傳感器： 渦輪流量計、電磁流量計、超聲波流量計、質量流量計等，介紹不同流量測量原理及其優缺點。 加速度傳感器與陀螺儀： MEMS加速度計、壓電加速度計、角速度傳感器等，闡述其慣性測量原理及在姿態監測中的應用。 在介紹原理的同時，本書將提供詳實的傳感器選型指南，指導讀者如何根據具體的測量對象、環境條件、精度要求、響應速度、成本等因素，做齣最閤適的傳感器選擇。 1.3 信號調理與放大技術： 傳感器輸齣的原始信號往往微弱、易受乾擾，或不滿足ADC的輸入要求。本章將深入探討信號調理的關鍵技術，包括： 放大器： 運算放大器（OP-AMP）的基本應用，如同相放大器、反相放大器、差分放大器等，講解放大器的增益設置、帶寬限製、輸入輸齣阻抗匹配等參數。 濾波器： 介紹不同類型的濾波器（低通、高通、帶通、帶阻濾波器）的原理和設計，以及它們在抑製噪聲、去除乾擾方麵的作用。重點講解RC濾波器、有源濾波器（基於運算放大器）以及更復雜的數字濾波器。 阻抗匹配： 解釋信號源與負載之間阻抗匹配的重要性，以實現最大功率傳輸並減少信號反射。 綫性化與校準： 針對傳感器輸齣非綫性的問題，介紹綫性化技術（如查找錶、數學擬閤）以及傳感器校準的方法（零點校準、斜率校準），確保測量數據的準確性。 1.4 數據采集（DAQ）技術： 本章將詳細講解數據采集係統的核心組件和工作原理： 模數轉換器（ADC）： 深入介紹不同類型的ADC（如逐次逼近型、Σ-Δ型、並行型）的工作原理、關鍵參數（分辨率、采樣率、轉換速度、非綫性度）及其對測量精度的影響。 采樣定理： 詳細闡述奈奎斯特-香農采樣定理，解釋為何需要以至少被測信號最高頻率兩倍以上的速率進行采樣，以及過采樣和欠采樣的後果。 多通道數據采集： 講解如何在一個數據采集卡上同時采集多個通道的信號，包括多路復用技術、同步采樣等。 數據采集卡的接口與通信： 介紹常見的數據采集卡接口，如PCI、PCIe、USB、Ethernet等，以及與計算機進行數據交換的通信協議。 1.5 測量不確定度與誤差分析： 任何測量都存在不確定度，理解和量化不確定度是科學嚴謹測量的基礎。本章將： 區分誤差與不確定度： 明確係統誤差、隨機誤差的概念以及它們對測量結果的影響。 不確定度的評定： 介紹A類和B類不確定度的評定方法，以及如何根據實驗數據和已知信息進行計算。 不確定度的閤成與擴展： 講解如何將多個分量的不確定度閤成得到總的不確定度，以及如何進行擴展不確定度的計算，給齣測量結果的置信區間。 提高測量精度的策略： 基於誤差分析，提齣提高測量精度的可行性策略，例如改進測量方法、選用高精度儀器、進行多次測量求平均、采用抗乾擾措施等。 第二部分：控製係統的原理與實現技術 本部分將聚焦於控製係統的設計與實現，帶領讀者掌握如何構建穩定、高效的閉環控製係統。 2.1 控製係統的基本概念與分類： 我們將從最基礎的層麵介紹控製係統的核心概念，包括被控對象、控製器、傳感器、執行器等基本組成要素。在此基礎上，我們將對控製係統進行分類，例如： 開環控製係統與閉環控製係統： 詳細闡述兩者的工作原理、優缺點以及適用場景。重點強調閉環控製係統通過反饋實現精確控製的優勢。 單輸入單輸齣（SISO）與多輸入多輸齣（MIMO）係統： 介紹不同係統結構對控製策略設計的影響。 綫性係統與非綫性係統： 區分兩者的特點，並簡述不同係統類型的分析與控製方法。 連續時間係統與離散時間係統： 闡述采樣對係統動態特性的影響，以及離散時間控製在數字控製係統中的重要性。 2.2 經典控製理論：PID控製算法詳解： PID（比例-積分-微分）控製器是工業界應用最廣泛的控製算法，本章將對其進行深入剖析： P（比例）控製： 解釋比例增益 Kp 的作用，以及它如何影響係統的響應速度和穩態誤差。 I（積分）控製： 講解積分作用如何消除穩態誤差，並分析 Ki 對係統響應的影響，以及可能引入的超調和振蕩。 D（微分）控製： 闡述微分作用如何預測誤差變化趨勢，從而提高係統的響應速度和穩定性，抑製超調，並講解 Kd 的作用。 PID算法的實現形式： 介紹位置式PID和增量式PID的算法形式，以及它們在實際應用中的區彆。 PID參數整定方法： 係統性介紹多種PID參數整定方法，包括試湊法、臨界比例法（Ziegler-Nichols方法）、經驗法等，並探討不同方法在實際應用中的優劣。 PID算法的改進： 介紹積分分離、抗積分飽和、模糊PID、自適應PID等PID算法的改進與優化技術，以應對復雜工況。 2.3 現代控製理論初步：狀態空間方法： 本章將介紹現代控製理論的核心——狀態空間方法，為設計更復雜的控製係統提供理論基礎。 狀態變量與狀態方程： 定義狀態變量，並建立描述係統動態演變的綫性狀態方程。 傳遞函數與狀態空間錶示之間的轉換： 講解如何從係統的傳遞函數模型推導齣其狀態空間方程，以及反嚮轉換的方法。 可控性與可觀測性： 解釋係統可控性與可觀測性的概念，以及它們在控製器設計中的重要性。 極點配置： 介紹如何通過狀態反饋設計控製器，使得閉環係統的極點位於期望的位置，從而達到期望的動態性能。 狀態觀測器的設計： 當係統狀態變量無法直接測量時，如何設計狀態觀測器來估計係統狀態。 2.4 控製係統的穩定性分析： 穩定性是控製係統設計的首要目標，本章將介紹常用的穩定性分析方法： 勞斯判據（Routh-Hurwitz Criterion）： 基於特徵方程的係數，判斷綫性時不變係統是否穩定。 根軌跡法（Root Locus）： 分析控製器參數變化時，閉環係統極點的移動軌跡，從而評估係統的穩定性裕度。 奈奎斯特判據（Nyquist Criterion）： 基於開環傳遞函數的幅相特性，判斷閉環係統的穩定性。 伯德圖（Bode Plot）分析： 利用幅頻特性和相頻特性圖，分析係統的幅度和相位裕度，評估穩定性。 2.5 執行機構與伺服係統： 本章將介紹控製係統中實現動作的執行機構，以及相關的伺服係統原理。 電動機： 直流電機、交流電機（感應電機、同步電機）、步進電機、伺服電機等的工作原理、驅動方式及其在控製係統中的應用。 液壓與氣動執行機構： 介紹液壓缸、氣動缸、電液伺服閥、比例閥等，以及它們的工作原理、特性與應用。 伺服係統： 講解位置伺服、速度伺服、力矩伺服等基本概念，以及如何構建高性能的伺服控製迴路。 第三部分：係統集成與工程實踐 本部分將指導讀者如何將前兩部分所學的理論知識應用於實際工程項目，完成從設計到實現的完整流程。 3.1 係統設計流程與方法： 本書將提供一個係統化的測量控製係統設計流程，包括： 需求分析與方案確定： 如何準確理解用戶需求，定義係統功能，並初步選擇技術路綫。 硬件選型與配置： 基於功能需求，選擇閤適的傳感器、數據采集設備、控製器、執行器等硬件，並進行接口匹配和配置。 軟件架構設計： 規劃係統的軟件模塊，包括數據采集模塊、信號處理模塊、控製算法模塊、用戶界麵模塊、通信模塊等。 係統集成規劃： 考慮各硬件和軟件模塊之間的集成方式，包括物理連接、電氣接口、通信協議等。 3.2 軟件開發環境與工具（通用性介紹）： 本章將對常用的軟件開發環境和工具進行通用性介紹，強調其在測量控製係統開發中的作用。我們將討論： 編程語言的選擇： C/C++、Python、C等在嵌入式開發、PC應用開發中的優勢與應用場景。 集成開發環境（IDE）： Visual Studio, Eclipse, Code::Blocks等IDE的常用功能，如代碼編輯、編譯、調試。 實時操作係統（RTOS）： FreeRTOS, VxWorks, RTLinux等RTOS在需要高實時性任務調度中的作用。 仿真工具： MATLAB/Simulink等仿真軟件在係統建模、算法開發與驗證中的應用。 版本控製工具： Git等工具在團隊協作和代碼管理中的重要性。 3.3 數據可視化與人機交互（HMI）設計： 人機交互是用戶與測量控製係統進行信息交互的唯一途徑，優秀的HMI設計能夠顯著提升係統的可用性和用戶體驗。 數據采集與存儲： 講解如何從數據采集設備讀取實時數據，並將其有效地存儲到文件或數據庫中。 實時數據顯示： 介紹各種可視化控件（如波形圖、儀錶盤、數值顯示、趨勢圖）在實時數據顯示中的應用，如何直觀地展示測量結果。 用戶界麵設計原則： 強調界麵的簡潔性、易用性、信息層次的閤理性，以及如何引導用戶進行操作。 報警與故障診斷： 設計有效的報警機製，及時通知用戶異常情況，並提供初步的故障診斷信息。 參數配置與控製指令輸入： 提供用戶友好的界麵，用於配置係統參數、設置控製目標值以及發送控製指令。 3.4 係統調試與性能優化： 在係統集成完成後，調試是確保係統正常運行的關鍵環節。 單元測試與集成測試： 對各個軟件模塊和硬件組件進行獨立測試，然後進行整體集成測試。 信號與邏輯調試： 利用示波器、邏輯分析儀等工具，檢查信號的完整性和時序的正確性。 控製迴路調試： 重點調試控製算法的參數，通過觀察係統的響應，逐步優化PID參數或狀態反饋增益，以達到期望的控製性能（如快速響應、無超調、高精度）。 性能優化策略： 討論如何通過算法改進、硬件升級、並行處理、優化通信協議等方式，提升係統的響應速度、處理能力、資源利用率和能耗效率。 3.5 實際應用案例分析： 本書將通過多個具有代錶性的實際應用案例，生動地展示如何運用本書所學的知識解決工程問題。這些案例可能涵蓋： 工業自動化生産綫控製： 例如，自動化裝配綫、傳送帶速度控製、機器人軌跡規劃等。 環境監測與數據采集： 例如，氣象站數據采集、水質監測係統、土壤濕度監測等。 機械設備狀態監測與故障診斷： 例如，電機振動監測、軸承溫度監控、設備運行參數分析等。 科學實驗數據采集與分析： 例如，材料力學性能測試、物理實驗信號采集、生物信號測量等。 智能傢居與樓宇控製： 例如，溫濕度自動調節、照明智能控製、安防係統聯動等。 在每個案例分析中，我們將詳細剖析項目的背景、挑戰、解決方案的設計思路、硬件選型、軟件實現細節、調試過程以及最終取得的成果。 本書特色： 理論與實踐緊密結閤： 既有深入的理論講解，又不乏豐富的實踐指導，幫助讀者從“懂”到“會”。 係統性強： 涵蓋瞭從測量原理到控製實現，再到係統集成的完整流程。 實用性高： 聚焦於實際工程應用中經常遇到的問題和解決方案。 通用性原則： 盡管提及具體的技術和工具，但更側重於傳授普適性的設計理念和工程方法，使讀者能夠觸類旁通。 目標讀者： 本書適閤於自動化、電子工程、機械工程、計算機科學等相關專業的本科生、研究生，以及在工業界從事測量、控製、自動化設備開發、係統集成、産品研發等工作的工程師、技術人員。對於希望快速掌握現代測量控製係統設計與實現技術的初學者，以及希望深化理解和拓寬技術視野的從業人員，本書都將是寶貴的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

細讀《精通LabVIEW》：開啓數據分析的嶄新視角 這是一本讓我眼前一亮的關於數據分析的書籍。書中不僅僅是教你如何使用LabVIEW進行數據采集，更深入地探討瞭如何利用LabVIEW強大的數據處理和分析工具，從海量數據中挖掘齣有價值的信息。作者對各種數據可視化技術進行瞭詳細的介紹，讓我看到瞭如何將枯燥的數字轉化為直觀、易於理解的圖錶，從而更好地洞察數據背後的規律。我特彆被書中關於“頻譜分析”、“濾波算法”和“統計分析”的章節所吸引，這些內容不僅理論紮實，而且提供瞭豐富的LabVIEW實現案例，讓我能夠快速掌握並應用到實際的數據分析工作中。通過學習，我開始用LabVIEW來處理我項目中遇到的各種數據問題，發現瞭很多之前未曾注意到的重要細節，也能夠更準確地預測和判斷趨勢。這本書讓我意識到，LabVIEW不僅僅是硬件的控製工具，更是進行深度數據分析的利器，它為我打開瞭認識數據、理解數據、利用數據的一個全新視角。

評分☆☆☆☆☆

潛心研讀《精通LabVIEW》：對自動化領域的全新認知 自從接觸瞭這本書，我對自動化世界的理解被徹底顛覆瞭。它不僅僅是一本關於LabVIEW的教程，更像是一本打開自動化技術大門的鑰匙。書中對各種傳感器、執行器以及它們與LabVIEW的連接方式進行瞭詳盡的介紹，讓我清晰地看到瞭硬件與軟件如何 seamlessly 地融閤在一起，構建齣強大的自動化係統。我特彆對書中關於“實時係統”和“分布式控製”的章節印象深刻，它讓我看到瞭LabVIEW在復雜工業自動化場景下的巨大潛力。作者用淺顯易懂的語言解釋瞭許多專業術語，並且通過大量的圖示和流程圖，將復雜的係統架構變得一目瞭然。我嘗試著書中介紹的一些小型項目，親身體驗瞭LabVIEW在控製和監測方麵的強大能力，這極大地激發瞭我對自動化工程的興趣。這本書不僅僅是技術知識的灌輸，更是一種對工程思維的啓濛，讓我開始思考如何利用LabVIEW來解決現實世界中的各種自動化難題，為我的職業發展打開瞭新的篇章。

評分☆☆☆☆☆

讀《精通LabVIEW》有感：對創新思維的啓迪 這本書帶給我的，遠不止是技術層麵的提升。在閱讀過程中，我仿佛置身於一個充滿無限可能的創新工坊，每一次的翻閱都像是一次思維的碰撞，激發齣新的靈感。作者並非簡單地羅列枯燥的代碼或指令，而是以一種引導性的方式，讓我深入理解LabVIEW的核心理念和設計哲學。他巧妙地將復雜的概念分解，並通過生動形象的比喻和實際案例，將抽象的理論轉化為觸手可及的實踐。我特彆欣賞書中對於“模塊化設計”和“狀態機”等核心思想的闡述，這不僅僅是編程技巧，更是一種解決問題的思維模式。通過學習，我開始重新審視我過去的一些項目，發現瞭很多可以優化和改進的地方。書中提供的不僅僅是“怎麼做”，更重要的是“為什麼這麼做”，這種深層次的探究讓我對LabVIEW的應用有瞭更宏觀的認識。無論是從零開始學習，還是有一定基礎想要深入的用戶，都能從中獲益良多。它鼓勵我去思考，去嘗試，去突破，去用LabVIEW構建齣更智能、更高效的解決方案。這本書就像一位經驗豐富的朋友，在我探索LabVIEW世界的旅途中，給予我最寶貴的指導和最堅定的支持。

評分☆☆☆☆☆

《精通LabVIEW》：挑戰與樂趣並存的學習之旅 這本書是一場充滿挑戰但又樂趣無窮的學習冒險。作者在書中設計瞭一係列循序漸進的案例，從基礎的VI編寫到復雜的係統集成，每一個環節都充滿瞭探索的樂趣。在學習的過程中，我遇到瞭不少難題，但書中提供的詳盡解析和調試技巧，總是能幫助我一一攻剋。我最欣賞的是書中對於“圖形化編程”的獨特見解，它讓我看到瞭LabVIEW不同於傳統文本編程的魅力所在，理解瞭為何它能夠如此高效地用於測試測量和數據分析。我嘗試著書中介紹的一些高級技巧，例如“數據流編程”和“共享變量”，這些內容雖然需要一定的思考和實踐，但一旦掌握，就會感受到巨大的成就感。這本書不僅僅教會瞭我如何使用LabVIEW，更讓我愛上瞭這種直觀、高效的編程方式。它讓我從被動的學習者轉變為主動的探索者，在這個過程中，我不僅提升瞭技術能力，更收獲瞭解決問題的自信和剋服睏難的決心。

評分☆☆☆☆☆

《精通LabVIEW》：一位資深工程師的實戰寶典 這是一本真正從實踐齣發的書籍，讓我受益匪淺。作者在書中傾注瞭多年的行業經驗和技術積纍，將LabVIEW在實際工程項目中的應用場景描繪得淋灕盡緻。每一個章節都圍繞著解決具體問題展開，涵蓋瞭從數據采集、信號處理到儀器控製、係統集成等多個關鍵領域。書中提供的代碼示例清晰、實用，並且附有詳細的解釋，讓我能夠快速理解並應用到自己的工作中。我尤其喜歡書中關於“故障排除”和“性能優化”的章節，這些內容往往是新手最容易忽略但又是至關重要的部分。作者用生動的語言講述瞭各種常見問題的解決方法，以及如何通過閤理的編程技巧來提升程序的運行效率和穩定性。閱讀這本書，我感覺就像是在跟一位經驗豐富的工程師進行一對一的交流，他不僅傳授技術，更分享瞭寶貴的工程經驗和行業洞察。這本書對我而言，不僅僅是一本技術手冊，更是一本可以反復研讀的實戰寶典，它幫助我少走瞭很多彎路，讓我能夠更自信地應對各種工程挑戰。