虚拟仪器开发软件LabVIEW.doc

沈阳理工大学课程设计专用纸引言随着现代工业的法展，当我们困惑于基于文本模式的编程语言，陷入函数，数组，指针，表达式。乃至对象，封装，等枯燥的概念和代码时，我们迫切需要一种代码直观，层次清晰，简单易用却不失功能强大的语言，G语言就是这样一种语言，而labview则是G语言的杰出代表，labview基于G语言的基本特征，它用图标和框图产生块状程序，这使得硬件工程师，现场工程技术人员及测试技术人员来说，编程就像设计电路图一样容易，因此，硬件工程师，现场工程技术人员及测试人员学习labview可以驾轻就熟，在很短的时间内就能够学会并应用labview，所以，labview得到了广泛的应用。2 虚拟仪器开发软件LabVIEW8.2入门2.1 LabVIEW8.2介绍LabVIEW是美国National Instrument Corporation公司研制的图形编程虚拟仪器系统。主要包括数据采集、控制、数据分、数据表示等功能，它提供一种新颖的编程方法，即以图形方式组装软件模块，生成专用仪器。LabVIEW由面板、流程方框图、图标/连接器组成，其中面板是用户界面，流程方框图是虚拟仪器源代码，图标/连接器是调用接口(Calling Interface)。流程方框图包括输入/输出（I/O）部件、计算部件和子VI部件，它们用图标和数据流的连线表示；I/O部件直接与数据采集板、GPIB板、或其他外部物理仪器通信；计算部件完成数学或其他运算与操作；子VI部件调用其他虚拟仪器。2.2 习题设计2.1 写一个类似于左图的正弦波发生器，要求频率和幅度可调 图21习题2.1前面板图 图21习题2.1程序图3.1编写一个VI求三个数的平均值，要求对三个输入控件等间隔并右对齐，对应的程序框图控件对象也要求如此对齐。添加注释分别用普通方式和高亮方式运行程序，体会数据流向。单步执行一遍图22习题3.1前面板图 图22习题3.1程序图4.1写一个VI判断两个数的大小，当AB时，指示灯亮图23习题4.1前面板图图23习题4.1程序图4.2. 写一个VI获取当前系统时间，并将其转换为字符串和浮点数图24习题4.1前面板图 图24习题4. 程序图4.3.温度检测器，当温度超过报警上限时，报警器开启，报警灯点亮，温随机数发生器产生度值可由。图25习题4.2前面板图 图25习题4.2程序图4.4 给定任意的的X，求 的值。图25习题4.4前面板图 图25习题4.4程序图5.1利用顺序结构和timing面板上的tick count VI，计算for循环产生一个长度为20000点的随机波形所需的时间。图26习题5.1前面板图图26习题5.1程序图5.2. 温度检测器，当温度超过报警上限时，报警器开启，报警灯点亮，温随机数发生器产生度值，并且由一个While循环和定时器，实现连续的温度采集监测。 图27习题5.2前面板图图27习题5.2程序图5.3.计算 学生三门课（语文，数学，英语）的平均分，并根据平均分划分成绩等级。要求输出等级A,B,C,D,E。90分以上为A，8089为B，7079为C，6069为D，60分以下为E。图28习题5.3前面板图图28习题5.3程序图6.1 温度检测器，当温度超过报警上限时，报警器开启，报警灯点亮，温随机数发生器产生度值，并且由一个While循环和定时器，实现连续的温度采集监测连续温度采集监测添加报警信息，报警发生时输出报警信息，例如“温度超限！当前温度78.23”，正常情况下输出空字符串。图29习题6.1前面板图图29习题6.1程序图6.2将字符串和数值换成一个新的输出字符串，输出地字符串是一个GPIB命令字符串，他可以用来与串口进行通信。图210习题6.2前面板图图210习题6.2程序图6.3用for循环创建一个数组，并用图形显示出数组。图211习题6.3前面板图图211习题6.3程序图6.4. 利用簇模拟汽车控制，控制面板可以对显示面板中的参量进行控制。油门控制转速，转速油门*100，档位控制时速,时速档位*40，油量随VI运行时间减少。 图212习题6.4前面板图 图212习题6.4程序图7.1. 利用随机数发生器仿真一个0到5V的采样信号，每200ms采一个点，利用实时趋势曲线实时显示采样结果。图213习题7.1前面板图 图213习题7.1程序图7.2 利用随机数发生器仿真一个0到5V的采样信号，每200ms采一个点，利用实时趋势曲线实时显示采样结果。增加1路电压信号采集，此路电压信号的范围为5到10V。图214习题7.2前面板图图214习题7.2程序图7.3利用随机数发生器仿真一个0到5V的采样信号，每200ms采一个点，共采集50个点，采集完后一次性显示在Waveform Graph上。图215习题7.3前面板图图215习题7.3程序图7.4. 利用随机数发生器仿真一个0到5V的采样信号，每200ms采一个点，共采集50个点，采集完后一次性显示在Waveform Graph上。再增加1路电压信号采集，此路电压信号的范围为5到10V，采样间隔是50ms，共采100个点。采样完成后，将两路采样信号显示在同一个Waveform Graph中。图216习题7.4前面板图图216习题7.4程序图3 利用Labview进行拉普拉斯S域分析法求解零状态响应3.1 基本原理 在连续时间系统的时域分析中，我们已经学到并熟悉了几种求解零状态响应的方法，常用的有经典法和卷积法，但是在实际计算中都会有许多不便，而在这一章拉氏变换中S=+JW，讲述了关于拉氏的定义性质及其应用，其中重要的一个应用就是将时域激励信号和单位冲激响应的拉氏变换，最后求得零状态响应的拉氏变换，再做反变换就可以求得时域信号的响应，其过程要比时域求解的方法简便，具体过程如下：此例中给定激励 其拉氏变换。并且给定系统方程是可求得对应的这是根据公式求出是响应的拉氏变换再做拉斯变换就可求得时域响应用此方法求解的好处是避免了复杂的计算，在S域中直接相乘比卷积发也是简单得多，拉氏变换的计算量也更小计算过程简单如下：先求出H(S)的两个极点（这里对应二阶方程来说）与激励的拉氏变换E(S)相乘写为最后用展开法求得三个未知系数后，求得的系数和极点带入即可。3.2拉普拉斯S域分析法求解零状态响应的过程编程及实现前面板程序框图3.3运行结果及分析3.3.1运行结果3.3.2分析对微分方程的系数和激励系数进行修改，设置为使微分方程的根，两重根和虚根三种情况，观察波形。4总结本课题在连续时间系统时域分析中，有几种求解零状态响应的方法，但是常用的经典法和卷积法在实际计算中会有许多不便，在此用拉氏变换中S=+JW的定义及其性质的应用，其中最重要的一个就是将时域激励信号和单位冲激响应做拉氏变换，最后求得零状态响应的拉氏变换，再做反变换就可求得时域信号的响应，此方法相比经典法和卷积法更加方便.。参考文献1 王华奎。数字信号处理，北京：高等教育出版社，2