基于LabVIEW的直流电机速度控制系统的设计与分析8409.docx

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1、本科生毕毕业论文文(设计计)题 目：基于LLabVVIEWW的直流流电机速速度控制系统统的设计计与分析析 院 系:机电工工程学院院专 业:班 级:学生姓名名:姜京京元指导教师师:二一五五年 五五 月学术诚信信声明本人所呈呈交的毕毕业论文文，是在在导师的的指导下下，独立立进行研研究工作作所取得得的成果果，所有有数据、图图片资料料均真实实可靠。除除文中已已经注明明引用的的内容外外，本论论文不包包含任何何其他人人或集体体已经发发表或撰撰写过的的作品或或成果。对对本论文文的研究究作出重重要贡献献的个人人和集体体，均已已在文中中以明确确的方式式标明。本本毕业论论文的知知识产权权归属于于培养单单位。本本人

2、完全全意识到到本声明明的法律律结果由由本人承承担。学生姓名名： 姜京京元 日日期：220155年6月18日 写在前面面的话这篇论文文与其理理解为一一个 基基于LaabVIIEW的的直流电电机速度度控制系系统设计计与分析析的学学术论文文，倒不不如理解解其是一一个LaabVIIEW新新手指导导教程。本本论文详详细介绍绍了LaabVIIEW基基本操作作方法，SSimuulattionn & Conntrool DDesiign工工具包、PPID工工具包中中的各种种工具和和使用方方法，DDAQ系系统的建建立和使使用方法法。这是是一个非非常适合合本科大大学生初初次使用用LabbVIEEW时进进行学习习的

3、材料料。我在在写这篇篇论文的的过程中中走了很很多弯路路但是好好在最终终结果还还算令人人满意。在在这里我我把我总总结的LLabVVIEWW各部件件作用及及使用方方法系统统的介绍绍给大家家，方便便大家学学习和使使用LaabVIIEW。摘 要要直流电机机由于具具有传动动比分级级精细，转转速型谱谱宽，电电机结构构紧凑，承承受过载载能力强强，等优优势，实实现对直直流电机机的精确确速度和和位置控控制一直直是国内内外研究究的焦点点。本次次实验设设计借助助NI公公司的LLabVVIEWW20113软件件构建直直流电机机速度控控制程序序实现直直流电机机的速度度控制。设计过程主要分为四部分，第一部分为虚拟电机模型

4、的构建。通过对电机的电气方程和机械方程的拉数学处理求得电机转速与输入电压之间的传递函数。查阅直流电机用户手册上的相关参数值代入传递函数获得电机数学模型。第二部分为模型匹配过程，通过向真实电机和虚拟电机发送相同的控制信号，并比对响应波形进行模型参数调整达到模型匹配要求。第三部分为PID控55制器设计，即PID参数试凑部分，借助于虚拟电机传递函数进行PID参数的试凑，获得一套可以使电机控制系统性能指标达到设计要求的PID参数。第四部分为真机测试，将PID试凑获得的参数代入实际控制系统的PID控制器中进行实际电机速度控制，观察分析响应波性是否达到设计指标。上述四部部分中，后后面三部部分都需需要在LL

5、abVVIEWW软件上上面进行行，通过过编写相相应的VVI达到到功能要要求。需需要掌握握的基础础知识有有：LaabVIIEW基基本操作作方法，利利用Siimullatiion & CConttroll Deesiggn工具具包、PPID工工具包构构建控制制系统，DDAQ系系统的建建立和使使用，PPID参参数的整整定方法法，DCCMCTT实验板板的硬件件结构及及使用方方法。关键词：直流电电机；速速度控制制；LaabVIIEW；PIDD；DAAQ；DDCMCCTAbsttracctFor thee reeasoon tthatt DCC mootorr eqquipps tthe advvantt

6、agees oof ffinee trranssmisssioon rratiio cclasssifficaatioon, widde sspeeed ttypee sppecttrall, ccomppactt mootorr sttruccturre aand oveerlooad beaarinng, thee reeseaarchh off prreciise vellociity andd poosittionn coontrrol of DC mottor hass allwayys bbeenn thhe eexpeerimmenttingg foocuss. TThiss e

7、xxperrimeent esttabllishhed DC mottor vellociity conntrool ssysttem bassed on thee LaabVIIEW220133 byy NII coompaany.The oveeralll ssysttem dessignn prroceess cann bee diividded intto 44 seectiionss. TThe firrst secctioon iis mmodeel cconsstruuctiion. Byy thhe mmathhemaaticcal dedducttionns oon tthe

8、 mottor eleectrricaal eequaatioons andd meechaaniccal equuatiionss off thhe mmotoor, thee trranssferr fuuncttionn wiith parrameeterrs iis oobtaaineed, folllowwingg thhe rrefeerennce of thee usser mannuall off DCCMCTT inn orrderr too fiind outt thhe pparaametter valluess, wwhicch hhelpped to buiild u

9、p thee maatheematticaal mmodeel. Thee seeconnd ppartt iss moodell vaaliddatiion, inn whhichh thhe mmodeel aand thee reeal mottor recceivve tthe samme iinpuut ssignnal. Byy coompaarinng tthe diffferrencces bettweeen tthe outtputts oof mmodeel aand reaad mmotoor, thee paarammeteer vvaluues of thee moo

10、dell arre ddeteermiinedd. TThe nexxt iis PPID conntroolleer cconsstruuctiion andd thhe mmostt immporrtannt ppartt inn thhis staage is thee esstimmatiion of PIDD gaainss. FFinaallyy, tthe lasst ppartt off thhis expperiimennt iis tthe reaalizzatiion of conntrool ssysttem. Thhe PPID gaiins callcullatee

11、d aare putt innto thee reeal conntrool ssysttem andd thhe ffinaal rresuult of thee coontrrol sysstemm iss annalyyzedd.In tthe fouur ssecttionns aabovve, alll off thhe llasttthrree staagess arre ooperratiing on LabbVIEEW. By proograammiing diffferrentt VIIs tto aaccoompllishh thhe rrequuireemennts re

12、sspecctivvelyy. TThe demmandds oof tthiss exxperrimeent aree thhat stuudennts shoouldd maasteer tthe opeerattionn off LaabVIIEW bassic funnctiionss, aas wwelll ass thhe uuse of Simmulaatioon & Coontrrol Dessignn tooolkkit, PIID ttoollkitt, NNI DDAQmmx, QNEET DDCMCCT aand thee meethood oof pparaamett

13、er setttinng.Keywwordds: DCC mootorr; vveloocitty cconttroll; LLabVVIEWW; PPID; DAAQ; DCMMCT目 录第1章 绪论11.1 本课题题的研究究背景和和意义111.2 课题的的研究现现状11.3 本课题题的工作作内容221.4 本文的的结构安安排2第2章 硬件介介绍42.1 DCMMCT实实验板442.1.1 实实验板基基本组件件介绍442.1.2 实实验板DDAQ系系统介绍绍62.2 NI ELVVIS II772.2.1 NNI EELVIIS III结构构介绍77第3章 虚拟仪仪器与LLabVVIEWW介

14、绍883.1 虚拟仪仪器83.1.1 虚虚拟仪器器简介883.1.2 虚虚拟仪器器的优势势83.2 LabbVIEEW83.2.1 LLabVVIEWW概述883.2.2 LLabVVIEWW编程语语言9第4章 NI - DDAQmmx1114.1 DAQQmx简简介1114.1.1 传传统DAAQmxx工具1114.1.2 传传统虚拟拟通道建建立过程程134.2 DAQQ助手的的使用115第5章 基本控控制系统统和PIID控制制器的构构建1775.1 基本控控制系统统的构建建175.1.1 使使用Siimullatiion选选项卡工工具构建建控制系系统1775.1.2 使使用Coontrro

15、l Dessignn选项卡卡工具构构建控制制系统2205.2 PIDD控制器器的构建建225.2.1 基基本的PPID控控制器构构造2335.2.2 使使用CDD工具构构造PIID控制制器233第6章 直流电电机模型型的构建建和模型型匹配过过程2556.1 建立直直流电机机仿真模模型2556.1.1 直直流电机机的电气气方程和和机械方方程2556.1.2 建建立开环环模型2266.1.3 查查阅参量量数值并并带入传传递函数数关系式式276.2 模型匹匹配2886.2.1 模模型匹配配VI简简介2886.2.2 模模型匹配配过程介介绍3006.2.3 模模型匹配配触发波波形幅值值选择3316.2

16、.4 可可变参数数传递函函数构建建316.2.5 电电机停转转控制333第7章 直流电电机控制制器设计计与控制制结果分分析3447.1 控制器器设计3347.1.1 确确立系统统类型3347.1.2 建建立闭环环传递函函数3557.2 PIDD参数整整定3557.2.1 参参数整定定VI介介绍3557.2.2 PPID参参数试凑凑法3777.2.3 动动态系统统方框图图及系统统性能指指标自动动计算3387.3 直流电电机控制制器实现现407.3.1 电电机速度度手动控控制系统统响应分分析4007.3.2 电电机速度度控制系系统响应应分析4417.3.3 LLabVVIEWW中波形形发生器器实际

17、频频率求取取447.3.4 系系统响应应结果分分析4447.3.5 结结果分析析457.3.6 簇簇的构建建46第8章 结论488致谢488参考文献献49VI第1章 绪论1.1 本课题的的研究背背景和意意义虚拟仪器器技术（VVirttuall innstrrumeent）就就是利用用高性能能的模块块化硬件件，结合合高效灵灵活的软软件来完完成各种种测试、测测量和自自动化的的应用。自自19886年问问世以来来，世界界各国的的工程师师和科学学家们都都已将NNI LLabVVIEWW图形化化开发工工具用于于产品设设计周期期的各个个环节，从从而改善善了产品品质量、缩缩短了产产品投放放市场的的时间，并并提

18、高了了产品开开发和生生产效率率。使用用集成化化的虚拟拟仪器环环境与现现实世界界的信号号相连，分分析数据据以获取取实用信信息，共共享信息息成果，有有助于在在较大范范围内提提高生产产效率。虚虚拟仪器器提供的的各种工工具能满满足我们们任何项项目需要要。Error! Reference source not found.因此此，其研研究的意意义非常常重要。直流电机机（diirecct ccurrrentt maachiine）是是指能将将直流电电能转换换成机械械能（直直流电动动机）或或将机械械能转换换成直流流电能（直直流发电电机）的的旋转电电机。直直流电机机的定子子是一个个固定磁磁场，直直流电通通过转

19、子子的电刷刷在其周周围形成成变化的的磁场，从从而在定定子内转转动。在在工业企企业中，由由于直流流电源相相对比较较可靠，直直流电机机一般用用于要求求能够可可靠运行行的备用用机械或或保安机机械；而而由于直直流电机机随着输输入电压压的变动动转速也也能变动动，所以以需要经经常调速速的地方方采用直直流电机机也不少少，如电电车、电电力机车车等等。Error! Reference source not found.在此基础上，研究直流电机的基于虚拟仪器的速度控制将有极大的意义。1.2 课题的研研究现状状直流电机机由于具具有传动动比分级级精细，选选择范围围广，转转速型谱谱宽，电电机结构构紧凑，体体积小，造造型

20、美观观，承受受过载能能力强，能能耗低，性性能优越越，振动动小，噪噪音低等等优势，实实现对直直流电机机的精确确速度和和位置控控制一直直是国内内外研究究的焦点点。但是是在NII公司的的LabbVIEEW软件件面世之之前，直直流电机机的控制制系统设设计和研研究由于于体系不不规范，通通用性不不强等原原因，普普通高校校通常情情况下并并没有涉涉足。我国基于于LabbVIEEW和QQNETT DCCMCTT实验板板的直流流电机速速度控制制系统设设计，手手头可以以找到最最早的是是在20008年年由中山山大学出出版的虚拟仪仪器教学学实验简简明教程程，书中中已经有有过对此此控制系系统的完完整的介介绍。除除此之外外

21、这本书书还详细细介绍了了其他各各种基于于LabbVIEEW的虚虚拟仪器器和控制制理论实实验设计计。但是是直到目目前很多多最新发发表的本本科甚至至硕士论论文还都都在照搬搬中山大大学教程程中的VVI图以以及显示示结果，而而由于早早年创建建的VII使用的的LabbVIEEW版本本过低，新新版本的的软件已已经无法法支持，对对于初学学者学习习LabbVIEEW的使使用和控控制系统统的建立立造成了了较大阻阻碍。在在此我通通过对直直流电机机控制的的理论知知识的认认真学习习以及对对LabbVIEEW使用用的大量量练习，运运用LaabVIIEW220133版本中中新加入入的实用用工具，独独立重建建了一系系列新的

22、的VI，实实现直流流电机控控制，方方便后人人参考学学习。1.3 本课题的的工作内内容（1） 介绍了LLabVVIEWW软件的的基本使使用方法法。（2） 介绍了QQNETT DCCMCTT实验板板的结构构。（3） 介绍了NNI DDAQmmx的使使用方法法。（4） 介绍了CConttroll Deesiggn & Siimullatiion工工具包，PPID工工具包的的使用以以及控制制系统在在LabbVIEEW中的的多种建建立方法法。（5） 介绍了虚虚拟仪器器数学模模型的构构建过程程。（6） 在LabbVIEEW的开开发平台台上搭建建了直流流电机转转速控制制VI及及多个子子VI。通通过计算算机与

23、QQNETT CDDMCTT实验板板相连接接实现直直流电机机速度控控制。（7） 介绍了PPID控控制系数数整定方方法，并并应用于于直流电电机速度度控制系系统PIID参数数整定当当中。1.4 本文的结结构安排排本论文主主要分八八章：第1章 前言，介介绍课题题的研究究背景、本本课题的的研究现现状、本本文内容容以及架架构；第2章 硬件介绍绍，介绍绍了DCCMCTT实验板板基本组组件及其其DAQQ系统，并并对NII ELLVISS III作了简简单介绍绍；第3章 虚拟仪器器与LaabVIIEW介介绍，介介绍了虚虚拟仪器器和LaabVIIEW编编程语言言。第4章 NI DDAQmmx的功功能介绍绍及使用

24、用方法；第5章 介绍Coontrrol Dessignn & Simmulaatioon工具具包，PPID工工具包及及基本控控制系统统和PIID控制制器的多多种构建建方法；第6章 介绍直流流电机模模型的构构建方法法和模型型匹配过过程。第7章 直流电机机速度控控制系统统的控制制器设计计与控制制结果分分析。第8章 结论。第2章 硬件介绍绍本次进行行直流电电机速度度控制实实验使用用到的硬硬件主要要是NII公司的的QNEET DDCMCCT实验验板以及及安装实实验板的的平台NNI EELVIIS III和一一台PCC机。DDCMCCT实验验板是专专门用于于直流电电机控制制教学训训练的实实验设备备，除此

25、此之外同同系列的的设备还还有HVVAC、MMECHHKITT、MYYOELLECTTRICC、ROOTPEEN以及及VTOOL实验验板，分分别用于于温度实实验教学学、物理理传感器器介绍、肌肌动电流流信号处处理、单单摆控制制和平衡衡控制实实验。这这些实验验板同属属于NII QNNET控控制与仿仿真系列列教学板板卡。EELVIIS III实验验平台是是所有实实验板发发挥其效效能的基基础，没没有这个个基础所所有实验验板都无无法独自自发挥作作用。EELVIIS III的最最主要功功能就是是内置了了一块数数据采集集卡，可可以方便便的实现现PC机机和实验验板之间间的通讯讯。图 Error! No text

26、 of specified style in document.-1 DCCMCTT实验板板和ELLVISS III2.1 DCMCCT实验验板2.1.1 实验板基基本组件件介绍DCMCCT即DDC MMotoor CConttroll Trrainner直直流电机机控制训训练板，是是专门设设计用来来进行直直流电机机控制系系统设计计训练的的教学设设备。在在这个实实验板上上面可以以实现直直流电机机速度和和位值控控制训练练，也非非常适合合PIDD控制器器的应用用训练。要要实现这这些功能能，需要要一个安安装有相相应应用用的电脑脑以及NNI EELVIIS III实验验平台。DCMCT实验板上面集成的

27、器件可参照表格 22-1和图 2-2、图 2-3。表格 Error! No text of specified style in document.-1 实验验板各组组件编号号及名称称编号名称编号名称1直流电机机5PCI插插槽2高分辨率率编码器器6运放和编编码器3电机金属属框架7电源入口口4转动负载载8电阻丝图 Error! No text of specified style in document.-2 实验验板电机机结构图 Error! No text of specified style in document.-3 实验验板结构构系统的板板载放大大器作用用是驱动动电机转转动，并并进行

28、数数模转换换。板载载放大器器的最大大输出电电压是224V，放放大倍数数为2.3V/V，也也就是说说计算机机的输出出电压要要小于100V。但是实际际上，在在向实验验板输出出6V电电压时实实验板发发热已经经较为剧剧烈，震震动也非非常明显显，在实实际使用用中应限限制计算算机输出出电压的的绝对值值在4V以下为宜宜。2.1.2 实验板DDAQ系系统介绍绍实验板的的DAQQ系统布布局如图 2-4所示，从从图上我我们可以以获知，这这个实验验板共有有四个接接口，三三个输入入一个输输出（相相对计算算机而言言）。分分别是： AO#00（模拟拟信号输输出0口口），控控制电压压输出口口，控制制电机转转动的电电压输入入

29、实验板板的接口口。 AI#00（模拟拟信号输输入0口口），电电机电枢枢电流输输入口，电电机的点点数电流流被从实实验板读读出的接接口。 DI#00（计数数器信号号输人00口），板板载编码码器的输输出，计计算机从从这个接接口读入入信号。 AI#44（模拟拟信号输输入4口口），板板载速度度传感器器输出口口，输出出信号为为电压信信号，需需要经过过一定的的数学运运算得到到电机转转速。需要特别别提到的的是，通通常搭载载实验板板的NII ELLVISS III的数据据采集卡卡上面只只有一个个计数器器时钟，同同时输出出电流和和速度传传感器的的采样信信号需要要两个计计数器提提供采样样时钟。因因此同时时输出这这两

30、个信信号不能能简单地地实现，尤其是是不能用用DAQQ助手实实现，具具体内容容将在下下面第四四章DAAQmxx介绍中中提到。图 Error! No text of specified style in document.-4 实验验板DAAQ系统统简图2.2 NI EELVIIS IIIELVIIS III实验验平台是是所有实实验板的的基础平平台，其其内置一一块数据据采集卡卡，可以以将实验验板上的的信号进进行收集集和处理理并从特特定的通通道输出出，也可可以对来来自计算算机的信信号进行行数模转转换进而而控制电电机旋转转。通过过PC机机上面安安装的DDAQmmx驱动动程序方方便的实实现控制制终端与与

31、被控对对象之间间的通信信。除此此之外，EELVIIS III实验验板还集集成了112个常常用仪器器的功能能，典型型的有示示波器，函函数发生生器，数数字万用用表等等等。这些些仪器设设备统一一通过安安装在计计算机上上的ELLVISS III驱动程程序实现现在计算算机显示示器上面面显示仪仪器前面面板，在在ELVVIS II上上面并没没有显示示设备。这种设设计方法法大大简简化了物物理结构构设计难难度，降降低了设设备成本本。除此此之外，这这些常用用仪器的的集成方方便了控控制系统统的构建建和拓展展，使得得ELVVIS II在在配合原原型实验验板的时时候不但但可以实实现普通通的教学学任务，在在实际工工程应用

32、用中的控控制系统统搭建及及测试环环节也可可以占据据一席之之地。2.2.1 NI EELVIIS III结构构介绍NI EELVIIS III的各各个接口口和开关关的介绍绍可以参参照表格 22-2和图 2-5。表格 Error! No text of specified style in document.-2 NII ELLVISS III各部分分介绍编号介绍编号介绍1实验平台台4平台已准准备好提提示 LLED2实验平台台电源开开关5平台电源源接口3电源提示示LEDD6USB线线缆接口口图 Error! No text of specified style in document.-5 NII

33、 ELLVISS III第3章 虚拟仪器器与LaabVIIEW介介绍3.1 虚拟仪器器3.1.1 虚拟仪器器简介20年来来，无论论是初学学乍用的的新手还还是经验验丰富的的程序开开发人员员，虚拟拟仪器（VVirttuall Innstrrumeent）在在各种不不同的工工程应用用和行业业的测量量及控制制的用户户中广受受欢迎，这这都归功功于其直直观化的的图形编编程语言言。虚拟拟仪器的的图形化化数据流流语言和和程序框框图能自自然地显显示您的的数据流流，同时时地图化化的用户户界面直直观地显显示数据据，使我我们能够够轻松地地查看、修修改数据据或控制制输入。美国国家家仪器公公司NII（Naatioonal

34、l Innstrrumeentss）提出出的虚拟拟测量仪仪器（VVI）概概念，引引发了传传统仪器器领域的的一场重重大变革革，使得得计算机机和网络络技术得得以长驱驱直入仪仪器领域域，和仪仪器技术术结合起起来，从从而开创创了“软件即即是仪器器”的先河河。“软件即即是仪器器”这是NNI公司司提出的的虚拟仪仪器理念念的核心心思想。从从这一思思想出发发，基于于电脑或或工作站站、软件件和I/O部件件来构建建虚拟仪仪器。II/O部部件可以以是独立立仪器、模模块化仪仪器、数数据采集集板（DDAQ）或或传感器器。NII所拥有有的虚拟拟仪器产产品包括括软件产产品（如如LabbVIEEW）、GGPIBB产品、数数据

35、采集集产品、信信号处理理产品、图图像采集集产品、DDSP产产品和VVXI控控制产品品等。3.1.2 虚拟仪器器的优势势同其他技技术相比比，虚拟拟仪器技技术具有有四大优优势：性能高、扩扩展性强强、节约约时间、无无缝集成成。3.2 LabVVIEWW3.2.1 LabVVIEWW概述LabVVIEWW是一种种程序开开发环境境，由美美国国家家仪器（NNI）公公司研制制开发，类类似于CC和BAASICC开发环环境，但但是LaabVIIEW与与其他计计算机语语言的显显著区别别是：其其他计算算机语言言都是采采用基于于文本的的语言产产生代码码，而LLabVVIEWW使用的的是图形形化编辑辑语言GG编写程程序

36、，产产生的程程序是框框图的形形式。 LabbVIEEW软件件是NII设计平平台的核核心，也也是开发发测量或或控制系系统的理理想选择择。 LLabVVIEWW开发环环境集成成了工程程师和科科学家快快速构建建各种应应用所需需的所有有工具，旨旨在帮助助工程师师和科学学家解决决问题、提提高生产产力和不不断创新新。与 C 和BAASICC 一样样，LaabVIIEW也也是通用用的编程程系统，有有一个完完成任何何编程任任务的庞庞大函数数库。LLabVVIEWW的函数数库包括括数据采采集、GGPIBB、串口口控制、数数据分析析、数据据显示及及数据存存储，等等等。LLabVVIEWW也有传传统的程程序调试试工

37、具，如如设置断断点、以以动画方方式显示示数据及及其子程程序（子子VI）的的结果、单单步执行行等等，便便于程序序的调试试。LabVVIEWW（Laaborratoory Virrtuaal IInsttrummentt Ennginneerringg Woorkbbencch）是是一种用用图标代代替文本本行创建建应用程程序的图图形化编编程语言言。传统统文本编编程语言言根据语语句和指指令的先先后顺序序决定程程序执行行顺序，而而 LaabVIIEW 则采用用数据流流编程方方式，程程序框图图中节点点之间的的数据流流向决定定了VII及函数数的执行行顺序。VVI指虚虚拟仪器器，是 LabbVIEEW 的的

38、程序模模块。LabVVIEWW提供很很多外观观与传统统仪器（如如示波器器、万用用表）类类似的控控件，可可用来方方便地创创建用户户界面。用用户界面面在 LLabVVIEWW 中被被称为前前面板。使使用图标标和连线线，可以以通过编编程对前前面板上上的对象象进行控控制。这这就是图图形化源源代码，又又称G代代码。LLabVVIEWW 的图图形化源源代码在在某种程程度上类类似于流流程图，因因此又被被称作程程序框图图代码。图 Error! No text of specified style in document.-6 NII LaabVIIEW工工作界面面3.2.2 LabVVIEWW编程语语言Lab

39、VVIEWW采用的的是一种种图形化化的编程程语言。它它的全称称是Laaborratoory Virrtuaal IInsttrummentt Ennginneerringg Woorkbbencch（实实验虚拟拟仪器工工程平台台）。具具体来说说，它是是直观的的前面板板与流程程图式的的编程方方法的结结合，是是构建虚虚拟仪器器的理想想工具。LLabVVIEWW与仪器器系统的的数据采采集、分分析、显显示部分分一起协协调工作作，是简简化了而而又易于于使用的的基于图图形化的的编程语语言G的的开发环环境。流流程图式式的程序序设计与与科技工工程人员员较为熟熟悉的数数据流和和方块图图的概念念是一致致的，而而且

40、由于于流程图图与传统统程序设设计语言言的语法法细节无无关，构构建和测测试程序序就可以以少费时时间。使使用流程程图方法法可以实实现内部部的自我我复制，可可以随时时改变虚虚拟仪器器来满足足自己的的需要。与与传统的的编程方方式相比比，使用用LabbVIEEW设计计虚拟仪仪器，可可以提高高效率44100倍。同同时，利利用其模模块化和和递归方方式，用用户可以以在很短短的时间间内构建建、设计计和更新新自己的的虚拟仪仪器系统统。图 Error! No text of specified style in document.-7 LaabVIIEW编编程语言言第4章 NI - DAAQmxx4.1 DAQmm

41、x简介介DAQmmx 是是NI数数据采集集设备的的驱动程程序，这这使得在在LabbVIEEW中建建立连接接物理设设备的虚虚拟通道道变得容容易。目目前常用用的虚拟拟通道建建立方法法是手动动建立虚虚拟通道道方式和和DAQQ助手协协助建立立虚拟通通道方式式两种。DAQmmx工具具在LaabVIIEW后后面板的的FunnctiionssMeaasurremeent I/OONI-DAQQmx选选项卡中中。如下下图 4-8：图 Error! No text of specified style in document.-8 DAAQmxx工具面面板下面分别别对常用用的一些些工具以以及建立立物理通通道的过

42、过程进行行介绍：4.1.1 传统DAAQmxx工具建立虚拟拟通道子子VI外部信号号通过物物理通道道进入计计算机，在在开始数数据处理理前的第第一步就就是要建建立虚拟拟通道。常用的输输入方式式有两种种，一种种是直接接建立物物理通道道，并将将物理通通道连接接建立虚虚拟通道道子VII的phhysiicall chhannnelss端口。另另一种是是建立设设备（DDeviice）端端口，由由格式字字符串转转换工具具Forrmatt too Sttrinng分选选出其中中的一个个通道连连接phhysiicall chhannnelss端口，如如下图所所示。其其中常量量0和cctr代代表选择择的是cctr0

43、0通道。建立虚拟拟通道子子VI下下方的选选项卡选选择建立立虚拟通通道的类类型，他他必须与与连接的的物理通通道类型型相对应应。55图 Error! No text of specified style in document.-9虚拟通通道构建建子VII图 Error! No text of specified style in document.-10 从设设备接口口中选取取通道时钟子VVI建立一个个时钟，在在此作为为采样时时钟工作作。采样样频率通通常定义义为10000HHz，每每个通道道的采样样个数通通常定义义为采样样频率的的十分之之一。对对于连续续运行的的提醒通通常采用用连续采采样方式式。

44、采样样时钟是是信号读读取配置置中最关关键的配配置之一一。由于于QNEET DDCMCCT实验验板所连连接的NNI EELVIIS III自带带的数据据采集卡卡只有一一个时钟钟，所以以同一个个VI中中不能同同时调用用两个时时钟，这这一点在在使用过过程中要要特别注注意。图 Error! No text of specified style in document.-11时钟子子VI图 Error! No text of specified style in document.-12 时钟钟子VIIDAQ读读取子VVIDAQ读读取函数数。将虚虚拟通道道的信息息读取出出来以数数据形式式输出，可可以简单

45、单看做一一个信号号转换工工具。它它将物理理通道中中各种格格式的数数据转换换成十进进制数据据输出，大大大简化化了对不不同物理理通道信信号的读读取和转转化配置置过程。图 Error! No text of specified style in document.-13DAQQ读取子子VI图 Error! No text of specified style in document.-14 DAAQ读取取子VIIDAQ写写入子VVIDAQ写写入函数数，将数数据转换换成物理理通道或或者任务务所需的的信号。与与上面的的reaad工具具相对应应。图 Error! No text of specified

46、style in document.-15DAQQ写入子子VI图 Error! No text of specified style in document.-16 DAAQ写入入子VII4.1.2 传统虚拟拟通道建建立过程程下面通过过一个例例子来介介绍传统统虚拟通通道的建建立过程程，如图 4-17所示示。一个完整整的模拟拟信号采采集过程程，也就就是虚拟拟输入通通道，由虚拟拟通道建建立子VVI，时时钟子VVI，任任务开始始子VII，数据据读取子子VI，任任务清除除子VII组成。图 Error! No text of specified style in document.-17信号号采集基基本

47、通道道从理论上上讲任务务开始子子VI应应该与任任务结束束子VII对应，但但是在简简单结构构的VII中，如如果Whhilee循环外外部的内内容不需需要重复复执行，则直接使用清除任务子VI即可。一个完整整的模拟拟信号输输出过程程，也就就是虚拟拟输出通通道由虚虚拟通道道建立子子VI，任任务开始始子VII，写入入读取子子VI，任任务清除除子VII组成。如如图 4-18：图 Error! No text of specified style in document.-18 信信号输出出基本通通道虚拟通道道建立子子VI除除了可以以连接物物理通道道外，还还可以通通过Deevicce选择择输入控控件与字字符串选选择子VVI的组组合与外外部物体体通道建建立联系系