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LabVIEW在汽車(chē)ABS制動(dòng)管道動(dòng)態(tài)特性測試中的應用
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時(shí)間：2012-11-09
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 引言
LabVIEW是實(shí)驗室虛擬儀器工程工作平臺(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的縮寫(xiě)，是美國國家儀器公司(National Instruments)在1986年推出的一種革命性的圖形編程語(yǔ)言-G語(yǔ)言(Graphical Programming Language)，開(kāi)創(chuàng )了虛擬儀控的新紀元[1]。
LabVIEW的目標是簡(jiǎn)化程序的開(kāi)發(fā)工作，讓工程師和科學(xué)家能夠充分利用PC機快速簡(jiǎn)潔的完成自己的工作。自1986年LabVIEW誕生至今，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，LabVIEW的功能日漸豐富和強大，可以廣泛應用于自動(dòng)測量系統、工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化、實(shí)時(shí)監控、實(shí)驗室系統仿真等各個(gè)領(lǐng)域。在美國幾乎所有院校、研究機構都在使用LabVIEW，近年來(lái)LabVIEW被引入中國，國內越來(lái)越多的研究單位在運用LabVIEW進(jìn)行虛擬儀器的開(kāi)發(fā)[3]。使用者可以以一般的電腦搭配經(jīng)濟的硬件設備來(lái)建立自己的儀器控制系統。這些以軟件為核心的系統充分利用了電腦超強的運算、呈現及連接能力，可以組成功能強且彈性大的儀控設備。使用者可以將資料采集，數據分析，儀器控制硬件以及現有的儀器設備予以整合集成，來(lái)建立完全符合自己特殊需求的虛擬儀控系統。傳統的儀器設備往往受限于制造商所付予的功能，虛擬儀表則可以當作許多儀器設備來(lái)使用，例如，溫度監控器，伏特計，趨勢圖記錄器，示波器和頻譜分析儀等[1]。
LabVIEW所提出的“虛擬儀表”(VI)的概念。使那些基于軟件上建立起來(lái)的儀表能夠自由地組合起來(lái)，其操作面板與真實(shí)的儀表無(wú)異。一方面增加了硬件的靈活性；另一方面程序的編制是用塊圖來(lái)完成，而且是直接匯編為執行碼，而無(wú)需其它語(yǔ)言或驅動(dòng)系統的參與。與其它“語(yǔ)言”相比，LabVIEW更為靈活和省時(shí)，它有著(zhù)專(zhuān)用的各種函數庫及數據處理與控制的開(kāi)發(fā)工具。
LabVIEW使用了一種稱(chēng)為圖形化編程語(yǔ)言，即G語(yǔ)言(Graphical Programming Language)的數據流編程模式， 一種所見(jiàn)即所得的編程方式，它有別于基于文本語(yǔ)言的線(xiàn)性結構，不象C和Qbasic等語(yǔ)言受眾多的語(yǔ)法規則所限制，簡(jiǎn)單直觀(guān)，極大節省程序開(kāi)發(fā)時(shí)間[2]。在LabVIEW中執行程序的順序是由塊之間的數據流決定的，而不是傳統文本語(yǔ)言的按命令行次序連續執行的方式[2]。
LabVIEW中包含了豐富的函數及子程序庫，如數據信號處理、概率統計、線(xiàn)性代數以及濾波、加窗等子程序，還包括了GPIB、VXI、PLC及串行儀器控制子程序。通過(guò)它所提供的各種函數、子程序，可以實(shí)現硬件系統的軟化，設計符合用戶(hù)要求的測試控制系統。
LabVIEW還提供了較簡(jiǎn)單、方便、直觀(guān)的程序調試環(huán)境，使用者可以較方便地找到錯誤所在的位置以及原因，還可以使用探針查看任意位置的結果。此外，該平臺還提供了觀(guān)察程序執行流程的調試方法，用戶(hù)可以清楚地看到數據的流動(dòng)層次以及中間結果。LabVIEW提供了大量的數據采集子程序，這些子程序從簡(jiǎn)單到高級，可以提供給用戶(hù)使用。
簡(jiǎn)言之，LabVIEW功能強大、靈活方便。它與傳統編程語(yǔ)言又有著(zhù)諸多相似之處，如，相似的數據類(lèi)型、數據流控制機構、程序調試工具等，但二者最大的區別在于：傳統編程語(yǔ)言是用文本語(yǔ)言編程，而LabVIEW用圖形語(yǔ)言(即，各種圖標、圖形符號、連線(xiàn)等)編程。用LabVIEW編程無(wú)需太多編程經(jīng)驗，界面非常直觀(guān)形象，都是工程師們熟悉的旋鈕、開(kāi)關(guān)、圖形等，因此LabVIEW對于沒(méi)有豐富編程經(jīng)驗的工程師們來(lái)說(shuō)無(wú)疑是個(gè)極好的選擇。再者，LabVIEW也提供傳統程序語(yǔ)言(如C語(yǔ)言)的接口，對于其自身不易或不擅長(cháng)完成的任務(wù)，可通過(guò)利用其它編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現，從而最終增強了LabVIEW的整體功能。
2 LabVIEW的應用
我們應用LabVIEW對汽車(chē)制動(dòng)管道進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試。主要讓LabVIEW完成控制信號的產(chǎn)生，即產(chǎn)生階躍等控制信號；實(shí)現A/D數據采集；文件存儲、曲線(xiàn)打印等數據處理等功能。
汽車(chē)ABS制動(dòng)管道動(dòng)態(tài)測試主要是對汽車(chē)制動(dòng)管道的四個(gè)測壓點(diǎn)的壓力的動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行測試。測壓點(diǎn)為：閥出口(硬管進(jìn)口)、長(cháng)硬管出口(軟管進(jìn)口)、軟管出口(盤(pán)式制動(dòng)器進(jìn)口)、鼓式制動(dòng)器進(jìn)口。再增加控制電壓Ui和輸出電流Ii兩個(gè)測試點(diǎn)。針對以上任務(wù)設計如圖1所示的系統。
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