LabVIEW在汽車ABS制動(dòng)管道動(dòng)態(tài)特性測(cè)試中的應(yīng)用
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LabVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程工作平臺(tái)(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的縮寫，是美國(guó)國(guó)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(jì)元[1]。
LabVIEW的目標(biāo)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(jī)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(qiáng)大，可以廣泛應(yīng)用于自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化、實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)仿真等各個(gè)領(lǐng)域。在美國(guó)幾乎所有院校、研究機(jī)構(gòu)都在使用LabVIEW，近年來(lái)LabVIEW被引入中國(guó)，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的研究單位在運(yùn)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(jì)的硬件設(shè)備來(lái)建立自己的儀器控制系統(tǒng)。這些以軟件為核心的系統(tǒng)充分利用了電腦超強(qiáng)的運(yùn)算、呈現(xiàn)及連接能力，可以組成功能強(qiáng)且彈性大的儀控設(shè)備。使用者可以將資料采集，數(shù)據(jù)分析，儀器控制硬件以及現(xiàn)有的儀器設(shè)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(tǒng)。傳統(tǒng)的儀器設(shè)備往往受限于制造商所付予的功能，虛擬儀表則可以當(dāng)作許多儀器設(shè)備來(lái)使用，例如，溫度監(jiān)控器，伏特計(jì)，趨勢(shì)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(zhí)行碼，而無(wú)需其它語(yǔ)言或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參與。與其它“語(yǔ)言”相比，LabVIEW更為靈活和省時(shí)，它有著專用的各種函數(shù)庫(kù)及數(shù)據(jù)處理與控制的開(kāi)發(fā)工具。
LabVIEW使用了一種稱為圖形化編程語(yǔ)言，即G語(yǔ)言(Graphical Programming Language)的數(shù)據(jù)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)言的線性結(jié)構(gòu)，不象C和Qbasic等語(yǔ)言受眾多的語(yǔ)法規(guī)則所限制，簡(jiǎn)單直觀，極大節(jié)省程序開(kāi)發(fā)時(shí)間[2]。在LabVIEW中執(zhí)行程序的順序是由塊之間的數(shù)據(jù)流決定的，而不是傳統(tǒng)文本語(yǔ)言的按命令行次序連續(xù)執(zhí)行的方式[2]。
LabVIEW中包含了豐富的函數(shù)及子程序庫(kù)，如數(shù)據(jù)信號(hào)處理、概率統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)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(shù)、子程序，可以實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的軟化，設(shè)計(jì)符合用戶要求的測(cè)試控制系統(tǒng)。
LabVIEW還提供了較簡(jiǎn)單、方便、直觀的程序調(diào)試環(huán)境，使用者可以較方便地找到錯(cuò)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(jié)果。此外，該平臺(tái)還提供了觀察程序執(zhí)行流程的調(diào)試方法，用戶可以清楚地看到數(shù)據(jù)的流動(dòng)層次以及中間結(jié)果。LabVIEW提供了大量的數(shù)據(jù)采集子程序，這些子程序從簡(jiǎn)單到高級(jí)，可以提供給用戶使用。
簡(jiǎn)言之，LabVIEW功能強(qiáng)大、靈活方便。它與傳統(tǒng)編程語(yǔ)言又有著諸多相似之處，如，相似的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)流控制機(jī)構(gòu)、程序調(diào)試工具等，但二者最大的區(qū)別在于：傳統(tǒng)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(biāo)、圖形符號(hào)、連線等)編程。用LabVIEW編程無(wú)需太多編程經(jīng)驗(yàn)，界面非常直觀形象，都是工程師們熟悉的旋鈕、開(kāi)關(guān)、圖形等，因此LabVIEW對(duì)于沒(méi)有豐富編程經(jīng)驗(yàn)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(tǒng)程序語(yǔ)言(如C語(yǔ)言)的接口，對(duì)于其自身不易或不擅長(zhǎng)完成的任務(wù)，可通過(guò)利用其它編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而最終增強(qiáng)了LabVIEW的整體功能。
2 LabVIEW的應(yīng)用
我們應(yīng)用LabVIEW對(duì)汽車制動(dòng)管道進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試。主要讓LabVIEW完成控制信號(hào)的產(chǎn)生，即產(chǎn)生階躍等控制信號(hào)；實(shí)現(xiàn)A/D數(shù)據(jù)采集；文件存儲(chǔ)、曲線打印等數(shù)據(jù)處理等功能。
汽車ABS制動(dòng)管道動(dòng)態(tài)測(cè)試主要是對(duì)汽車制動(dòng)管道的四個(gè)測(cè)壓點(diǎn)的壓力的動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行測(cè)試。測(cè)壓點(diǎn)為：閥出口(硬管進(jìn)口)、長(zhǎng)硬管出口(軟管進(jìn)口)、軟管出口(盤式制動(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(cè)試點(diǎn)。針對(duì)以上任務(wù)設(shè)計(jì)如圖1所示的系統(tǒng)。
評(píng)論