基于虚拟仪器的振动信号采集与处理系统
3 数据采集系统软件设计
采集站采用的是LabVIEW RT实时操作系统，LabVIEW RT系统是NI公司在LabVIEW开发环境上加上了RT模块，配合必要的硬件平台，为实时系统开发提供的一个易用的高性能平台。采集站软件主要采用NI-DAQmx开发，利用其子VI实现不同数据的采集，其中振动信号的采集需要使用GPS时间作为触发条件。如图3所示，为振动信号的采集程序，首先对振动信号的通道参数、采集范围、采样率等进行配置，同时将GPS的同步时间作为采集的触发信号。上位机采用Windows XP系统和LabVIEW软件进行采集数据的存储显示与处理。
4 数据处理的理论分析
环境振动法是桥梁结构测试的使用方法。采用这种方法交通可以不被中断，利用地面环境振动和自然界的脉动风力等作为振源，激起结构的振动，然后采集振动信号，通过分析，获得模态信息。峰值拾取法是桥梁模态参数识别的常用方法。该文设计的数据处理系统正是基于该方法，通过分析采集数据的自功率谱和互功率谱来识别固有频率。为了实现对信号的频率辨识，需要对采集的时域信号进行傅里叶变换，将时域信号转换到频域，然后建立频谱函数、自功率谱、互功率谱、相干函数等频域分析函数。
设x(n)是长度为N点的有限长信号(注意这个前提)，即信号仅仅分布在[0，N-1]区间，其余时间均为0，那么，该信号的离散傅里叶变换(DFT)定义如下：
对于N点离散傅里叶变换，f为频率，则f与k的关系式为：
式中：fs为采样频率；△t为总时长。
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