北京中科泛華上海辦事處應(yīng)用工程師 陳曉君

     摘 要：基于信號的不同特性與要求，將實時測量和非實時測量綜合應(yīng)用在多個信號的測試。本文在labview的通用測試程序中，引入labview rt的實時測試，同時應(yīng)用labview simulation interface調(diào)用matlab構(gòu)建模型，應(yīng)用datalogging and supervisory module完成數(shù)據(jù)的即時存儲。本文編寫matlab來完成房屋的溫度模型和直流電機物理模型，并調(diào)入labview的真實采集環(huán)境進(jìn)行半物理仿真，同時編寫labview非實時控制模塊和labview實時控制模塊控制仿真模型，從而完成實時和非實時監(jiān)控。

     關(guān)鍵詞: labview rt；simulation interface；dsc；matlab；pid控制 引言

     在工廠或?qū)嶒炇依�，實驗人員需要實時監(jiān)測某些動態(tài)量和狀態(tài)量，或用于快速準(zhǔn)確的監(jiān)控某些關(guān)鍵的設(shè)備，或用于記錄過程，為以后系統(tǒng)的調(diào)整（如算法的修改，參數(shù)整定等）做參考。其中一個廣泛試驗是半物理仿真，即所謂硬件在環(huán)仿真，配合硬件的輸入輸出，往往要求在確定的時間里完成確定的監(jiān)測與控制。此時通常采用實時系統(tǒng)。

     實時系統(tǒng)是在確定的時間間隔內(nèi)對來自外部激勵信號完成響應(yīng)，其中從輸入到輸出的每一循環(huán)抖動足夠小，而使每個循環(huán)的過程不因為干擾而中斷。實時系統(tǒng)往往要求連續(xù)循環(huán)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，這樣就對運行實時系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境要求很高。

     設(shè)計實時系統(tǒng)的關(guān)鍵之一在于待測信號的特性分析，即合理分布被測對象。哪些信號需要實時監(jiān)控，哪些信號只是普通的檢測。由于實時系統(tǒng)所控制的量通常很關(guān)鍵或者影響到全局，被測量都是某些特定或者必需的，所以某些非實時測量都不需要也不應(yīng)該引入整個系統(tǒng)的實時部分，因為多一個監(jiān)測量的引入都會影響實時性能。故在多個物理量監(jiān)測的時候，特別在有實時信號和非實時信號混合監(jiān)測時候，需要將系統(tǒng)分為實時部分和非實時部分。

     實時系統(tǒng)發(fā)展很快，境著名的編寫實時測試程序的軟件有qnx、vxworks等，labview rt是national instrument 公司在基于labview的real-time module的實時編程環(huán)境，其利用labview的圖形化語言，使得我們能夠快速編寫程序并方便地移植到實時平臺。特別在測量領(lǐng)域，很多工程師都很熟悉labview編寫測控程序，利用ni labview module使得工程師不需要再花費額外的時間學(xué)習(xí)其他平臺就能開發(fā)很好的實時系統(tǒng)。 設(shè)計平臺

     1.本文所用的硬件平臺包括ni的pxi平臺、通用pc平臺及筆記本平臺，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實時控制器，pxi－6052多功能采集卡；pc平臺是通用pc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.本文中的軟件平臺是美國國家儀器（ni）推行的labview7.0及l(fā)abview 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，同時還采用mathswork 的matlab6.5。模型介紹

     在很多情況下，工廠或者試驗室需要監(jiān)控室溫、濕度等環(huán)境量，同時機械運作設(shè)備中一般都缺不了動力的核心——電動機。實時監(jiān)測電動機的運行情況在某些情況下是急需的。如何監(jiān)控好多個信號，然后動態(tài)顯示，處理分析，數(shù)據(jù)記錄，遠(yuǎn)程共享數(shù)據(jù)等需要綜合考慮。

     本文利用matlab中的simulink module 開發(fā)物理模型來模擬控制對象，模型包括房屋的溫度和供暖氣設(shè)備模型、直流電動機的物理模型，然后利用labview toolkit之一中的simulation interface調(diào)用物理模型，結(jié)合labview的通用采集程序，使得這些模型的輸入輸出都是真實的信號，從而來實現(xiàn)半物理仿真環(huán)境。構(gòu)建平臺

     半物理仿真平臺的實現(xiàn)

     1.房屋室溫模型 引用matlab simulink module 中自帶的模型，模型的建立不再贅述。

     2.直流電機模型 引用通用的直流電機模型建立相關(guān)的simulink程序，如圖2所示。

     3.labview simulation interface toolkit labview發(fā)行的toolkits之一中的simulation interface為在labview調(diào)用matlab的simulink提供了很方便的工具。我們可以利用labview的豐富界面作為simulink的輸入輸出，同時可以利用labview的無數(shù)采集程序或則其他測量方面的應(yīng)用聯(lián)系simulink。鑒于simulink在仿真領(lǐng)域中的優(yōu)越性能，我們可以通過simul