實(shí)時(shí)&非實(shí)時(shí)綜合應用在多個(gè)信號的測量

1： 引言
在工廠(chǎng)或實(shí)驗室里，實(shí)驗人員需要實(shí)時(shí)監測某些動(dòng)態(tài)量和狀態(tài)量，或用于快速準確的監控某些關(guān)鍵的設備，或用于記錄過(guò)程，為作以后系統的調整（如算法的修改，參數整定等）做參考。其中一個(gè)廣泛試驗是半物理仿真，即所稱(chēng)謂的硬件在環(huán)仿真仿真的核心在算法，配合硬件的輸入輸出，往往要求在確定的時(shí)間里完成確定的監測與控制。此時(shí)通常采用實(shí)時(shí)系統。
實(shí)時(shí)系統是在確定的時(shí)間間隔內對來(lái)自外部激勵信號完成響應，其中從輸入到輸出的每一循環(huán)抖動(dòng)足夠小，而使每個(gè)循環(huán)的過(guò)程不因為干擾而中斷。實(shí)時(shí)系統往往要求連續循環(huán)進(jìn)行準確控制，這樣就對運行實(shí)時(shí)系統的軟硬件環(huán)境要求都很高。

設計實(shí)時(shí)系統的關(guān)鍵之一在于所待測信號的特性分析，即合理分布被測對象。哪些信號需要實(shí)時(shí)監控，哪些信號只是普通的檢測。由于實(shí)時(shí)系統所控制的量通常很關(guān)鍵或者影響到全局的，被測量都是某些特定或者必需的，所以某些非實(shí)時(shí)被測量都不需要也不應該引入整個(gè)系統的實(shí)時(shí)部分，因為多一個(gè)監測量的引入都會(huì )影響實(shí)時(shí)性能。故在多個(gè)物理量的監測時(shí)候，特別在有實(shí)時(shí)信號和非實(shí)時(shí)信號混合監測時(shí)候，需要將系統分為實(shí)時(shí)部分和非實(shí)時(shí)部分。

實(shí)時(shí)系統發(fā)展很快，編寫(xiě)實(shí)時(shí)測試程序的軟件環(huán)境著(zhù)名的有QNX，VxWorks等，LabVIEW RT是National Instrument 公司在基于LabVIEW的Real-Time Module的實(shí)時(shí)編程環(huán)境，其利用LabVIEW的圖形化語(yǔ)言，使得我們能夠快速編寫(xiě)程序并方便地移植到實(shí)時(shí)平臺。特別在測量領(lǐng)域，很多工程師都很熟悉LabVIEW編寫(xiě)測控程序，利用NI LabVIEW Module使得工程師不需要再花費額外的時(shí)間學(xué)習其他平臺就能開(kāi)發(fā)很好的實(shí)時(shí)系統。

2：設計平臺和模型介紹
2.1:本文所用的硬件平臺包括NI的PXI平臺、通用PC平臺以及筆記本平臺，采集輸出卡包括基于PXI、PCI和DAQCard的多功能采集卡。PXI平臺是PXI－1002機箱，PXI－8176實(shí)時(shí)控制器，PXI－6052多功能采集卡；PC平臺是通用PC機和PCI－6014采集卡；筆記本平臺是IBM系列和DAQCard-6062多功能采集卡。

2.2: 本文中所設計軟件平臺是美國國家儀器(NI)推行的LabVIEW7.0以及LabVIEW Real-time 7.0 Module，其中所采用的LabVIEW工具包為Simulation Interface 2.0和Datalogging and Supervisory Module 7.0，同時(shí)還采用Mathswork 的Matlab6.5.

2.3: 模型介紹

工廠(chǎng)或者試驗室，很多情況下，需要監控室溫，濕度等環(huán)境量，同時(shí)機械運作設備中一般都缺不了動(dòng)力的核心－電動(dòng)機。實(shí)時(shí)監測電動(dòng)機的運行情況在某些情況下是急需的。如何監控好多個(gè)信號，然后動(dòng)態(tài)顯示，處理分析，數據記錄，遠程共享數據等需要綜合考慮。

本文利用Matlab中的Simulink Module 開(kāi)發(fā)物理模型來(lái)模擬控制對象，模型包括房屋的溫度和供暖氣設備模型，直流電動(dòng)機的物理模型，然后利用LabVIEW Toolkit之一中的Simulation Interface調用物理模型，結合LabVIEW的通用采集程序，使得這些模型的輸入輸出都是真實(shí)的信號，從而來(lái)實(shí)現半物理仿真環(huán)境。