LabVIEW在汽車ABS制動管道動態(tài)特性測試中的應(yīng)用
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LabVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程工作平臺(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的縮寫，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言-G語言(Graphical Programming Language)，開創(chuàng)了虛擬儀控的新紀(jì)元[1]。
LabVIEW的目標(biāo)是簡化程序的開發(fā)工作，讓工程師和科學(xué)家能夠充分利用PC機(jī)快速簡潔的完成自己的工作。自1986年LabVIEW誕生至今，經(jīng)過十多年的發(fā)展，LabVIEW的功能日漸豐富和強(qiáng)大，可以廣泛應(yīng)用于自動測量系統(tǒng)、工業(yè)過程自動化、實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)仿真等各個(gè)領(lǐng)域。在美國幾乎所有院校、研究機(jī)構(gòu)都在使用LabVIEW，近年來LabVIEW被引入中國，國內(nèi)越來越多的研究單位在運(yùn)用LabVIEW進(jìn)行虛擬儀器的開發(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)備來使用，例如，溫度監(jiān)控器，伏特計(jì)，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的儀表能夠自由地組合起來，其操作面板與真實(shí)的儀表無異。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完成，而且是直接匯編為執(zhí)行碼，而無需其它語言或驅(qū)動系統(tǒng)的參與。與其它“語言”相比，LabVIEW更為靈活和省時(shí)，它有著專用的各種函數(shù)庫及數(shù)據(jù)處理與控制的開發(fā)工具。
LabVIEW使用了一種稱為圖形化編程語言，即G語言(Graphical Programming Language)的數(shù)據(jù)流編程模式， 一種所見即所得的編程方式，它有別于基于文本語言的線性結(jié)構(gòu)，不象C和Qbasic等語言受眾多的語法規(guī)則所限制，簡單直觀，極大節(jié)省程序開發(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，如數(shù)據(jù)信號處理、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)符合用戶要求的測試控制系統(tǒng)。
LabVIEW還提供了較簡單、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，這些子程序從簡單到高級，可以提供給用戶使用。
簡言之，LabVIEW功能強(qiáng)大、靈活方便。它與傳統(tǒng)編程語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)編程語言是用文本語言編程，而LabVIEW用圖形語言(即，各種圖標(biāo)、圖形符號、連線等)編程。用LabVIEW編程無需太多編程經(jīng)驗(yàn)，界面非常直觀形象，都是工程師們熟悉的旋鈕、開關(guān)、圖形等，因此LabVIEW對于沒有豐富編程經(jīng)驗(yàn)的工程師們來說無疑是個(gè)極好的選擇。再者，LabVIEW也提供傳統(tǒng)程序語言(如C語言)的接口，對于其自身不易或不擅長完成的任務(wù)，可通過利用其它編程語言來實(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對汽車制動管道進(jìn)行動態(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(xiàn)A/D數(shù)據(jù)采集；文件存儲、曲線打印等數(shù)據(jù)處理等功能。
汽車ABS制動管道動態(tài)測試主要是對汽車制動管道的四個(gè)測壓點(diǎn)的壓力的動態(tài)過程進(jìn)行測試。測壓點(diǎn)為：閥出口(硬管進(jìn)口)、長硬管出口(軟管進(jìn)口)、軟管出口(盤式制動器進(jìn)口)、鼓式制動器進(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(shè)計(jì)如圖1所示的系統(tǒng)。
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