機(jī)電控制技術(shù)第一章概述(改進(jìn)版)

機(jī)電控制技術(shù)第一章概述(改進(jìn)版)第一頁，共94頁。基于本人從事機(jī)電控制技術(shù)的教學(xué)、科研的經(jīng)歷，特編寫本課件，以此獻(xiàn)給廣大的機(jī)電控制技術(shù)初學(xué)者，希望您能從中受益。本課件是最通俗易懂的機(jī)電控制技術(shù)課件，如果您還是看不懂，請(qǐng)千萬不要涉足此行，以免誤入歧途，耽誤您的前程！為了盡量把最新的機(jī)電控制技術(shù)和應(yīng)用成果收錄進(jìn)本課件，希望您不吝賜教，共同努力把機(jī)電控制技術(shù)的課件不斷的改進(jìn)和完善。第二頁，共94頁。一、機(jī)電系統(tǒng)常用綜合軟件LabVIEW：測量、控制軟件開發(fā)工具Simulink：控制系統(tǒng)分析與仿真二、常用控制電機(jī)的工作原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)及控制系統(tǒng)：開環(huán)系統(tǒng)交流伺服電機(jī)及控制：閉環(huán)系統(tǒng)

第三頁，共94頁。本課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2

評(píng)定課程的成績依據(jù)：大作業(yè)、上機(jī)第四頁，共94頁。LabVIEW7Express實(shí)用技術(shù)教程、中國鐵道出版社、雷振山編著；MATLAB/Simulink與控制系統(tǒng)仿真，王正林等，電子工業(yè)出版社基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用，薛定宇，清華大學(xué)出版社《國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)》,中國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)主辦《機(jī)電一體化》，上?？萍嘉墨I(xiàn)出版社主辦MathWorks公司的主頁()http://(中國工控網(wǎng)）

（中國期刊網(wǎng)）第五頁，共94頁。研制背景：轎車大型外觀覆蓋件的形狀越來越復(fù)雜,致使拉深成形工藝的難度增加,

傳統(tǒng)沖壓工藝--恒力壓邊方式無法滿足復(fù)雜拉深成形的高質(zhì)量、高性能要求.第六頁，共94頁。麻省理工學(xué)院制造與生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室(MIT)、俄亥俄州立大學(xué)精密型制造工程研究中心、日本的東京都立大學(xué)研究和攻關(guān)開發(fā)一種用于大型覆蓋件拉深成形的新型工藝方法和設(shè)備.美國的麻省理工學(xué)院第七頁，共94頁。應(yīng)用軟件采用VC編制,人機(jī)交換界面復(fù)雜.成形壓制過程中，在薄板成形工件周邊施加十個(gè)獨(dú)立可變阻尼力伺服子系統(tǒng)，提高壓力成形設(shè)備的加工質(zhì)量第八頁，共94頁。承受彎扭載荷為主的結(jié)構(gòu),采用空心變截面構(gòu)件,可以減輕質(zhì)量又可充分利用材料的強(qiáng)度和剛度。內(nèi)高壓脹形機(jī)理圖第九頁，共94頁。增壓缸測控軟件第十頁，共94頁。1、信號(hào)采集要求：(1)實(shí)時(shí)檢測膝關(guān)節(jié)內(nèi)、外旋運(yùn)動(dòng)時(shí)的角位移信號(hào)，測量范圍0～6度，測量精度不低于1％。(2)實(shí)時(shí)檢測膝關(guān)節(jié)屈曲－伸直運(yùn)動(dòng)時(shí)的角位移信號(hào)，測量范圍0～60度，測量精度不低于1％。(3)實(shí)時(shí)檢測膝關(guān)節(jié)前、后運(yùn)動(dòng)時(shí)的直線位移信號(hào)，測量范圍0～6mm，測量精度不低于1％。(4)實(shí)時(shí)檢測試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行膝關(guān)節(jié)內(nèi)、外旋運(yùn)動(dòng)時(shí)的力矩信號(hào)，測量范圍－30Nm～+30Nm，測量精度不低于1％。(5)實(shí)時(shí)檢測試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行膝關(guān)節(jié)前、后運(yùn)動(dòng)時(shí)的力信號(hào)，測量范圍－30N～+30N，測量精度不低于1％。(6)實(shí)時(shí)檢測膝關(guān)節(jié)縱向分離和擠壓運(yùn)動(dòng)時(shí)的力信號(hào)，測量范圍0N～+3000N，測量精度不低于2％。第十一頁，共94頁。2、控制要求：(1)根據(jù)力加載設(shè)定曲線，通過電動(dòng)伺服系統(tǒng)控制膝關(guān)節(jié)作縱向分離和擠壓運(yùn)動(dòng)，動(dòng)桿位移<10mm，控制力的最大值不小于3KN，精度（穩(wěn)態(tài)或低頻時(shí)）不大于±1%幅值。(2)膝關(guān)節(jié)作縱向分離和擠壓運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過控制齒輪同步帶機(jī)構(gòu)的電機(jī)的起停保持與關(guān)節(jié)其他運(yùn)動(dòng)的同步3.數(shù)據(jù)處理要求：(1)力、力矩、角位移和位移的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后以動(dòng)態(tài)、靜態(tài)曲線在顯示屏上顯示。(2)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)文件形式存檔，可供用戶調(diào)用和進(jìn)一步處理。第十二頁，共94頁。第十三頁，共94頁。實(shí)現(xiàn)對(duì)人足關(guān)節(jié)的仿生模擬，并對(duì)于其運(yùn)動(dòng)學(xué)（如關(guān)節(jié)的角度，速度，加速度等）和力學(xué)特性（力，壓力，扭矩等）進(jìn)行測控與分析。多軸聯(lián)動(dòng)電伺服系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。第十四頁，共94頁。測試行進(jìn)、轉(zhuǎn)向、聯(lián)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)性能第十五頁，共94頁。6套行進(jìn)扭矩加載單元4套轉(zhuǎn)向扭矩加載單元4套轉(zhuǎn)向跟隨單元加載臺(tái)測控程序單元第十六頁，共94頁。主要功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測測試數(shù)據(jù)回放歷史曲線故障報(bào)警登錄配置各通道參數(shù)用戶管理普通操作人員管理員擁有所有權(quán)限保存測試數(shù)據(jù)六輪車加載控制系統(tǒng)功能圖測試六輪輪壓行進(jìn)扭矩加載轉(zhuǎn)向扭矩加載聯(lián)動(dòng)加載第十七頁，共94頁。人機(jī)界面和系統(tǒng)狀態(tài)文件配置硬件配置數(shù)據(jù)處理異常報(bào)警數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)查詢文件I/O硬件驅(qū)動(dòng)庫文件頂層：邏輯層：驅(qū)動(dòng)層：上位機(jī)程序結(jié)構(gòu)第十八頁，共94頁。參數(shù)設(shè)置第十九頁，共94頁。

ABS在汽車制動(dòng)過程中，可自動(dòng)調(diào)節(jié)各車輪制動(dòng)壓力的大小，防止車輪抱死，從而有效改善制動(dòng)性能，提高制動(dòng)減速度，縮短制動(dòng)距離，有效提高汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和正常轉(zhuǎn)向能力，防止側(cè)滑和甩尾。第二十頁，共94頁。第二十一頁，共94頁。第二十二頁，共94頁。第二十三頁，共94頁。第二十四頁，共94頁。第二十五頁，共94頁。第二十六頁，共94頁。第二十七頁，共94頁。第1章、LabVIEW概述第2章、LabVIEW的程序結(jié)構(gòu)第3章、LabVIEW的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第4章、基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第5章、通信編程及控制動(dòng)態(tài)控制第二十八頁，共94頁。1、LabVIEW7Express實(shí)用技術(shù)教程、中國鐵道出版社、雷振山編著；2、我和LabVIEW、北京航空航天大學(xué)出版社、阮奇楨（一個(gè)NI工程師十年的編程經(jīng)驗(yàn)）編著；3、美國國家儀器公司（NationalInstruments,簡稱NI）

第二十九頁，共94頁。1.1虛擬儀器的基本概念1.2LabVIEW特點(diǎn)1.3LabVIEW的運(yùn)行機(jī)制1.4LabVIEW的模板1.5LabVIEW用戶程序的調(diào)試與舉例第三十頁，共94頁。

儀器儀表技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷

第一代儀器——基地式儀表（變送、調(diào)節(jié)、指示記錄合為一）;第二代儀器——分立元件式模擬儀表（單元組合儀表）;第三代儀器——數(shù)字式儀器;第四代儀器——智能化儀器;

第三十一頁，共94頁。虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的儀器。利用計(jì)算機(jī)顯示器(CRT)的顯示功能模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測結(jié)果；利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析、處理，由I/O接口設(shè)備完成信號(hào)的采集、測量與調(diào)理，從而完成各種測試功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器中硬件僅僅是解決信號(hào)的輸入／輸出的方法和軟件賴以生存、運(yùn)行的物理環(huán)境，軟件才是整個(gè)儀器的核心構(gòu)件第三十二頁，共94頁。①在通用硬件平臺(tái)確定后，由軟件取代傳統(tǒng)儀器中的硬件來完成儀器的功能。②儀器的功能是用戶根據(jù)需要由軟件來定義的，而不是事先由廠家定義好的。③儀器性能的改進(jìn)和功能擴(kuò)展只需進(jìn)行相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)更新，而不需購買新的儀器。④研制周期較傳統(tǒng)儀器大為縮短。⑤虛擬儀器開放、靈活，可與計(jì)算機(jī)同步發(fā)展，可與網(wǎng)絡(luò)及其它周邊設(shè)備互聯(lián)。第三十三頁，共94頁。計(jì)算機(jī)、模塊化功能硬件和軟件（應(yīng)用程序、I/O接口儀器驅(qū)動(dòng)程序）三大部分組成。

第三十四頁，共94頁。多種虛擬儀器（自動(dòng)測量系統(tǒng)）的軟件開發(fā)工具：

文本式編程語言：如C、VisualC＋＋.NET、VisualBasic.NET、Labwindows/CVI等。

圖形化編程語言：如NI公司的LabVIEW、HP公司的VEE(VisualEngineeringEnvironment)、CapitalEquipment公司的Testpoint2.0和HEM公司的Snap-Master等。第三十五頁，共94頁。第三十六頁，共94頁。①圖形化的編程方式，設(shè)計(jì)者無需寫任何文本格式的代碼。

LabVIEW是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序②提供了豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲(chǔ)的庫函數(shù)。③既提供了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行，同時(shí)提供有獨(dú)到的高亮執(zhí)行工具，使程序動(dòng)畫式運(yùn)行。第三十七頁，共94頁。④32bit的編譯器編譯生成32bit的編譯程序，產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux等的多種版本。⑤囊括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS–232/485在內(nèi)的各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，使不懂總線標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者也能夠驅(qū)動(dòng)不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器。⑥提供大量與外部代碼或軟件進(jìn)行連接的機(jī)制，如DLLs(動(dòng)態(tài)連接庫)、DDE(共享庫)、ActiveX等。⑦強(qiáng)大的Internet功能，支持常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程測控儀器的開發(fā)。第三十八頁，共94頁。LabVIEW應(yīng)用程序的構(gòu)成LabVIEW操作窗口LabVIEW主菜單欄及快捷工具欄第三十九頁，共94頁。LabVIEW應(yīng)用程序以.VI后綴。VI包括三部分：（1）前面板（frontpanel）（2）框圖或流程圖程序（blockdiagram）（3）圖標(biāo)/連結(jié)器(icon/connector)。第四十頁，共94頁。

前面板用于設(shè)置輸入量和觀察輸出量。它模擬真實(shí)儀器的前面板。輸入量被稱為控制（control），常見的控制有開關(guān)、旋鈕等，用戶可通過控件向VI中設(shè)置輸入?yún)?shù)等；輸出量被稱為指示器（indicator），常見的指示器有圖形、圖表等。VI通過指示器向用戶提示狀態(tài)或輸出數(shù)據(jù)等。前面板中的控制和指示器統(tǒng)稱為前面板對(duì)象或控件。第四十一頁，共94頁。前面板的功能等效于傳統(tǒng)測試儀器的前面板；虛擬溫度測量儀的前面板第四十二頁，共94頁。

虛擬溫度記錄儀前面板指示器（輸出）

控制（輸入）第四十三頁，共94頁。第四十四頁，共94頁。

每一個(gè)程序前面板都對(duì)應(yīng)著一段框圖程序?？驁D程序用LabVIEW圖形編程語言編寫，可以把它理解成傳統(tǒng)程序的源代碼?？驁D程序由端口、節(jié)點(diǎn)、圖框和連線四種元素構(gòu)成。

(1)端口:

框圖程序與前面板的控制件和指示器間傳遞數(shù)據(jù)的起點(diǎn)與終點(diǎn)；

(2)節(jié)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)程序功能的基本單元；它具有輸入和輸出端口；

(3)圖框：實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序控制命令；

(4)連線：代表程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，定義了框圖內(nèi)的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。第四十五頁，共94頁。流程圖的功能等效于傳統(tǒng)測試儀器與前面板相聯(lián)系的硬件電路。虛擬溫度測量儀的框圖程序第四十六頁，共94頁。虛擬溫度記錄儀流程圖第四十七頁，共94頁。第四十八頁，共94頁。第四十九頁，共94頁。

LabVIEW有三類端口：前面板對(duì)象端口、全局與局部變量端口和常量端口。

對(duì)象端口：是數(shù)據(jù)在框圖程序部分和前面板之間傳輸?shù)慕涌?。一個(gè)VI的前面板上的對(duì)象在框圖中有一個(gè)對(duì)象端口與之對(duì)應(yīng)。

控制對(duì)象對(duì)應(yīng)的端口在框圖中是用粗框，它只能在VI程序框圖中作為數(shù)據(jù)流源點(diǎn)。

顯示對(duì)象對(duì)應(yīng)的端口在框圖中是用細(xì)框。它只能在VI程序框圖中作為數(shù)據(jù)流終點(diǎn)。第五十頁，共94頁。局部變量：在一個(gè)VI內(nèi)部，當(dāng)需要在程序框圖中多個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問（寫入、讀出數(shù)據(jù)）同一個(gè)前面板對(duì)象時(shí)，可采用局部變量進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸，解決連線復(fù)雜的問題。全局變量：用于在不同的程序（程序可以是并行、或主程序和子程序）之間傳遞數(shù)據(jù)。常量端口它永遠(yuǎn)只能在VI程序框圖中作為數(shù)據(jù)流源點(diǎn)。第五十一頁，共94頁。

節(jié)點(diǎn)類似于文本語言程序的語句、函數(shù)或者子程序。LabVIEW有二種節(jié)點(diǎn)類型----函數(shù)節(jié)點(diǎn)和子VI節(jié)點(diǎn)。兩者的區(qū)別在于：函數(shù)節(jié)點(diǎn)是LabVIEW以編譯好了的機(jī)器代碼供用戶使用的，而子VI節(jié)點(diǎn)是以圖形語言形式提供給用戶的。用戶可以訪問和修改任一子VI節(jié)點(diǎn)的代碼，但無法對(duì)函數(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改。(3)圖框圖框是LabVIEW實(shí)現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)控制命令的圖形表示。如循環(huán)控制、條件分支控制和順序控制等。第五十二頁，共94頁。

連線是端口間的數(shù)據(jù)通道。數(shù)據(jù)是單向流動(dòng)的，從源端口向一個(gè)或多個(gè)目的端口流動(dòng)。不同的線型代表不同的數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)類型還以不同的顏色予以強(qiáng)調(diào)。常用數(shù)據(jù)類型所對(duì)應(yīng)的線型和顏色：第五十三頁，共94頁。

創(chuàng)建一個(gè)子VI，需先為子VI創(chuàng)建連接器和圖標(biāo)。圖標(biāo)表示在其它程序中被調(diào)用的節(jié)點(diǎn)表現(xiàn)形式；而連接器則表示圖標(biāo)的輸入/輸出口。用戶必須指定連接器端口與前面板的控制和顯示一一對(duì)應(yīng)。虛擬溫度測量儀的圖標(biāo)和連接器連接器圖標(biāo)第五十四頁，共94頁。

設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬儀器是在兩個(gè)窗口中進(jìn)行。

前面板開發(fā)窗口

流程圖編輯窗口第五十五頁，共94頁。全控制模板形式快速模板形式第五十六頁，共94頁。第五十七頁，共94頁?；谀０宕蜷_一個(gè)新VI第五十八頁，共94頁。主菜單欄(六個(gè)子菜單)簡介

①File子菜單：新建(New)、打開(Open)、保存(Save)、打印(Print)，關(guān)閉(Close)VI②Edit子菜單：將文本式編程語言中常用的Cut、Copy、Paste、Delete功能用于LabVIEW中的圖標(biāo)及控件的操作。③Operate子菜單：該子菜單主要選項(xiàng)有Run、RunContinuously、Pause、AbortExecution、HighlightExecution，用于調(diào)試或運(yùn)行LabVIEW程序。第五十九頁，共94頁。④Project子菜單：該子菜單選項(xiàng)主要有：ShowVIHierarchy：顯示VI的流程圖中所調(diào)用的子VI。：用于調(diào)用Windows下的應(yīng)用程序。InstrumentWizard：與LabVIEW主對(duì)話框中SolutionWizard的內(nèi)容相同。⑤Windows子菜單：子菜單選項(xiàng)用于彈出Diagram(流程圖)編輯窗口、Panel(前面板)設(shè)計(jì)窗口、ToolsPalette(工具模板)、Functions(功能)模板和Controls(控制)模板。

⑥Help子菜單：子菜單選項(xiàng)用于各項(xiàng)分類幫助。第六十頁，共94頁。前面板窗口框圖程序窗口整理程序框圖保存連線值第六十一頁，共94頁。LabVIEW工具模板LabVIEW控制模板LabVIEW功能模板第六十二頁，共94頁。前面板開發(fā)窗口所需的各種“控制件”均由控制模板提供。前面板的設(shè)計(jì)制作過程就是利用工具模板中的相應(yīng)工具，從控制模板中取出所需的“控制件”并擺放在前面板開發(fā)窗口中的合適位置。流程圖編輯窗口設(shè)計(jì)VI的流程圖時(shí)，所需的各種“功能函數(shù)”(包括各種數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)、信號(hào)分析函數(shù)、儀器驅(qū)動(dòng)函數(shù)等等)均由功能模板提供。設(shè)計(jì)者利用工具模板中的合適工具，從功能模板中取出對(duì)應(yīng)的“圖標(biāo)”放置在流程圖編輯窗口中，再用“連線”將它們組合成流程圖。第六十三頁，共94頁。

工具模板提供了用于操作、編輯前面板和流程圖上對(duì)象的各種工具。若想選用某操作工具，只需用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該工具圖標(biāo)即可。

第六十四頁，共94頁。

操作工具(OperateValue)：使用該工具來操作前面板的控制和顯示。使用它向數(shù)字或字符串控制中鍵入值時(shí)，工具會(huì)變成它是一個(gè)操作數(shù)值的工具。將操作工具移動(dòng)到某處，鼠標(biāo)點(diǎn)擊后，就可在操作工具所在位置處鍵入數(shù)字。

選擇工具(Position/Size/Select)：用于選擇、移動(dòng)對(duì)象或改變對(duì)象的大小。Position：用它來選擇對(duì)象放置的位置。點(diǎn)擊對(duì)象，拖放到合適的位置。Size：用于改變對(duì)象的外框大小。點(diǎn)擊邊框拖放至合適的大小。Select：用于選擇控制模板中的子模板、控件；功能模板中的子模板、圖標(biāo)；各級(jí)對(duì)話框菜單的選項(xiàng)等。方法是：用鼠標(biāo)點(diǎn)擊對(duì)象，拖放至窗口中合適位置。

第六十五頁，共94頁。

控制模板的4種形式第六十六頁，共94頁。數(shù)字式控件滑動(dòng)式控件旋轉(zhuǎn)式和表盤式控件色彩類控件

數(shù)字子模板第六十七頁，共94頁。數(shù)組、矩陣和類子模板數(shù)組簇實(shí)數(shù)矩陣復(fù)數(shù)矩陣錯(cuò)誤輸入3D錯(cuò)誤輸出3D第六十八頁，共94頁。LabVIEW的圖形子模板第六十九頁，共94頁。（1）快捷菜單：單擊鼠標(biāo)右鍵彈出可以對(duì)控件的外觀、類型和功能進(jìn)行設(shè)置的快捷菜單；（2）屬性對(duì)話框：外觀設(shè)置appearance數(shù)據(jù)范圍設(shè)置datarange刻度設(shè)置scale數(shù)據(jù)格式與精度設(shè)置Formatandprecision第七十頁，共94頁。

傳統(tǒng)儀器上的各種測試功能、信號(hào)分析、文件操作以及I/O(輸入/輸出)接口設(shè)備的驅(qū)動(dòng)做成可供直接調(diào)用的庫函數(shù)。各個(gè)庫函數(shù)做成圖標(biāo)的形式存放在相應(yīng)功能的子模板上。第七十一頁，共94頁。

功能(Functions)子模板功能模板上各子模板所提供的功能:

結(jié)構(gòu)(Structures)子模板：提供程序控制結(jié)構(gòu)命令，例如循環(huán)控制(For結(jié)構(gòu)、While結(jié)構(gòu))，以及全局變量和局部變量。

數(shù)據(jù)運(yùn)算(Numeric)子模板：提供各種常用的數(shù)值運(yùn)算符，如+、–等；各種常見的數(shù)值運(yùn)算式，如+1、–1運(yùn)算；還包括數(shù)制轉(zhuǎn)換、三角函數(shù)、對(duì)數(shù)、復(fù)數(shù)等運(yùn)算，以及各種數(shù)值常數(shù)。

布爾邏輯(Boolean)子模板：提供各種邏輯運(yùn)算符以及布爾常數(shù)字符串運(yùn)算(String)子模板：提供各種字符串操作函數(shù)、數(shù)值與字符串之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)以及字符(串)常數(shù)等。第七十二頁，共94頁。數(shù)組(Array)子模板：提供數(shù)組運(yùn)算函數(shù)、數(shù)組轉(zhuǎn)換函數(shù)以及常數(shù)數(shù)組等。

類(Cluster)子模板：提供類的處理函數(shù)以及類常數(shù)等。這里的類相當(dāng)于C語言中的結(jié)構(gòu)。

比較(Comparison)子模板：提供各種比較運(yùn)算函數(shù)，如大于、小于、等于。

時(shí)間和對(duì)話框(Time&Dialog)子模板：提供對(duì)話框窗口、時(shí)間和出錯(cuò)處理函數(shù)等。

文件輸入/輸出()子模板：提供處理文件輸入/輸出的程序和函數(shù)，主要用于創(chuàng)建和打開數(shù)據(jù)文件，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫

第七十三頁，共94頁。

數(shù)據(jù)采集(DataAcquisition)子模板：提供LabVIEW支持的數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動(dòng)程序。

信號(hào)處理(SignalProcessing)子模板：提供在時(shí)域、頻域以及復(fù)頻域進(jìn)行信號(hào)發(fā)生與分析處理的功能函數(shù)。

數(shù)學(xué)運(yùn)算(Mathematics)子模塊：提供統(tǒng)計(jì)、曲線擬合、公式框節(jié)點(diǎn)等功能函數(shù)，以及數(shù)值微分、積分等功能函數(shù)。

圖形與聲音(Graphics&Sound)子模塊：提供繪制2D及3D圖形、聲音播放等功能函數(shù)。

通信(Communication)子模板：提供按TCP、DDE、ActiveX和OLE協(xié)議進(jìn)行通信的功能函數(shù)。

應(yīng)用程序控制(ApplicationControl)子模塊：提供動(dòng)態(tài)調(diào)用VI的功能函數(shù)，可以同時(shí)打開多個(gè)VI的前面板窗口并同時(shí)運(yùn)行；還提供將用不同語言編寫的EXE可執(zhí)行程序進(jìn)行接口的功能函數(shù)。第七十四頁，共94頁。底層接口(Advanced)子模塊：提供調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫和CIN(CodeInterfaceNode)的功能函數(shù)。LabVIEW是一種圖形化編程語言，它的軟件編程功能是有限的，可以通過本子模塊來調(diào)用Windows以及各種文本式語言里面的函數(shù)，來實(shí)現(xiàn)LabVIEW不便實(shí)現(xiàn)或不能實(shí)現(xiàn)的軟件功能。

文檔生成(ReportGeneration)子模板：提供生成報(bào)表樣式及規(guī)格的功能函數(shù)。

用戶自定義的子VI模板：用來存放用戶自行設(shè)計(jì)的圖標(biāo)。該圖標(biāo)用于用戶自行設(shè)計(jì)VI。

選擇…VI子程序(SelectaVI…)子模板：用來調(diào)用一個(gè)子VI，并把該子VI插入當(dāng)前VI的流程圖中第七十五頁，共94頁。程序調(diào)試1.找出語法錯(cuò)誤如果一個(gè)VI程序存在語法錯(cuò)誤，則在面板工具條上的運(yùn)行按鈕將會(huì)變成一個(gè)折斷的箭頭，表示程序不能被執(zhí)行。這時(shí)點(diǎn)擊它，則LabVIEW彈出錯(cuò)誤清單窗口，點(diǎn)擊其中任何一個(gè)所列出的錯(cuò)誤，選用Find功能，則出錯(cuò)的對(duì)象或端口就會(huì)變成高亮。2.設(shè)置執(zhí)行程序高亮點(diǎn)擊LabVIEW的工具條上燈泡按鈕使該按鈕圖標(biāo)變成高亮形式，再點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，VI程序就以較慢的速度運(yùn)行，沒有被執(zhí)行的代碼灰色顯示，執(zhí)行后的代碼高亮顯示，并顯示數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)值。第七十六頁，共94頁。在單步執(zhí)行VI時(shí)，如某些節(jié)點(diǎn)發(fā)生閃爍，表示這些節(jié)點(diǎn)已準(zhǔn)備就緒，可以執(zhí)行。如VI包含MathScript節(jié)點(diǎn)，腳本行旁的藍(lán)色箭頭閃爍，表示準(zhǔn)備就緒，可以執(zhí)行。如單步執(zhí)行VI同時(shí)高亮顯示執(zhí)行過程，則執(zhí)行符號(hào)將出現(xiàn)在當(dāng)前運(yùn)行的子VI的圖標(biāo)上。第七十七頁，共94頁。作用：斷點(diǎn)工具用于在VI、節(jié)點(diǎn)、連線或MathScript的代碼行上放置斷點(diǎn)，暫停執(zhí)行.結(jié)構(gòu)斷點(diǎn)節(jié)點(diǎn)斷點(diǎn)連線斷點(diǎn)腳本斷點(diǎn)第七十八頁，共94頁。程序執(zhí)行到一個(gè)斷點(diǎn)時(shí)，VI將暫停執(zhí)行，同時(shí)暫停按鈕顯示為紅色。VI的背景和邊框開始閃爍?？蛇M(jìn)行下列操作：用單步執(zhí)行按鈕單步執(zhí)行程序。查看連線上在VI運(yùn)行前事先放置的探針的實(shí)時(shí)值。如啟用了保存連線值選項(xiàng)，則可在VI運(yùn)行結(jié)束后，查看連線上探針的實(shí)時(shí)值。改變前面板控件的值。單擊暫停按鈕可繼續(xù)運(yùn)行到下一個(gè)斷點(diǎn)處或直到VI運(yùn)行結(jié)束。第七十九頁，共94頁。作用：探針工具可用來來查看當(dāng)框圖程序流經(jīng)某一根連接線時(shí)的數(shù)據(jù)值?；騇athScript節(jié)點(diǎn)中腳本的數(shù)據(jù)。探針類型：通用探針、控件選板上的顯示控件、內(nèi)置探針、自定義內(nèi)置探針創(chuàng)建探針方法：從Tools工具模板選擇探針工具，再用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊所希望放置探針的連接線。這時(shí)顯示器上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)探針顯示窗口。該窗口總是被顯示在前面板窗口或框圖窗口的上面。在框圖中在連線上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，彈出式菜單中選擇“探針”命令，同樣可以為該連線加上一個(gè)探針。第八十頁，共94頁。例1：創(chuàng)建一個(gè)模擬溫度測量的VI程序，用攝氏（C）溫度或華氏（F）溫度顯示。假設(shè)傳感器輸出電壓與溫度成正比。例如當(dāng)溫度為70°F時(shí)，傳感器輸出電壓為0.7V。用軟件代替DAQ數(shù)據(jù)采集卡，即：使用DemoReadVoltage子程序來仿真電壓測量，然后把所測得的電壓值轉(zhuǎn)換成攝氏或華氏溫度讀數(shù)。第八十一頁，共94頁。前面板框圖程序攝氏華氏第八十二頁，共94頁。

創(chuàng)圖標(biāo)可以將現(xiàn)程序作為子程序供在其他程序中調(diào)用。創(chuàng)建方法：在前面板窗口的右上角的圖標(biāo)框中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出菜單中選擇EditIcon功能。

用畫圖工具畫出溫度計(jì)的圖標(biāo)。使用文本工具寫入文字，雙擊文本工具把字體換成SmallFont。c.當(dāng)圖標(biāo)創(chuàng)建完成后，點(diǎn)擊OK以關(guān)閉圖標(biāo)編輯。生成的圖標(biāo)在面板窗口的右上角。第八十三頁，共94頁。a.點(diǎn)擊右上角的圖標(biāo)面板，從彈出菜單中選擇ShowConnector功能。LabVIEW將會(huì)根據(jù)控制和顯示的數(shù)量選擇一種聯(lián)接器端口模式。在本例中，只有兩個(gè)端口，一是豎直開關(guān)，另一個(gè)是溫度指示。b.把聯(lián)接器端口定義給開關(guān)和溫度指示。使用連線工具，在左邊的聯(lián)接器端口框內(nèi)按鼠標(biāo)鍵，則端口將會(huì)變黑。再點(diǎn)擊開關(guān)控制件，一個(gè)閃爍的虛線框?qū)鼑≡撻_關(guān)。點(diǎn)擊右邊的聯(lián)接器端口框，使它變黑。再點(diǎn)擊溫度指示部件，一個(gè)閃爍的虛線框?qū)鼑囟戎甘静考?，這即表示著右邊的聯(lián)接器端口對(duì)應(yīng)溫度指示部件的數(shù)據(jù)輸入。第八十四頁，共94頁。c.用文件菜單的SAVE功能保存上述文件，并將文件命名為VD1.Vi。任意一個(gè)VI程序的框圖窗口里，都可以把VD1.Vi程序作為子程序調(diào)用，用戶使用功能模板的SelectaVI來完成。在其它程序的框圖窗口里，該溫度計(jì)程序用前面創(chuàng)建的圖標(biāo)來表示。聯(lián)接器端口的輸入端用于選擇溫度單位，輸出端用于輸出溫度值。第八十五頁，共94頁。

創(chuàng)建一個(gè)VI程序，進(jìn)行溫度測量，并把結(jié)果在波形圖表上顯示。該VI程序使用我們前面創(chuàng)建的溫度計(jì)程序作為子程序。第八十六頁，共94頁。1.打開一個(gè)新的前面板窗口，在里面放一個(gè)豎直開關(guān)（在Boolean邏輯部件子模板），給該開關(guān)標(biāo)注為“Enable”?？梢杂迷撻_關(guān)來開始/停止數(shù)據(jù)采集。2.在前面板內(nèi)再放置一個(gè)趨勢圖（Graph子模板中的WaveformChart），標(biāo)注為“溫度歷史趨勢”。該圖表將實(shí)時(shí)地顯示溫度值。3.因?yàn)橼厔輬D用于顯示室內(nèi)溫度,需要對(duì)它的標(biāo)尺進(jìn)行重新定標(biāo)。將Y軸的“10”改為“90”，而將“0.0”改為“20”。第八十七頁，共94頁。1.打開框圖程序窗口。2.從結(jié)構(gòu)（Structures）工具模板選擇條件循環(huán)結(jié)構(gòu)“WhileLoop”放入框圖程序窗口，調(diào)整該條件循環(huán)框的大小，把先前從前面板創(chuàng)建的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)放入循環(huán)框內(nèi)。3.放入ThermometerVI，這個(gè)VI程序是在上個(gè)舉例中創(chuàng)建的(從SelectaVI…子模板)。4.按照上圖的框圖程序連好線。條件循環(huán)結(jié)構(gòu)是一種無限循環(huán)結(jié)構(gòu)，只要條件滿足，它就一直循環(huán)運(yùn)行下去。在本例中，只要允許開關(guān)（EnableSwitch）是ON狀態(tài)，該VI程序就一直運(yùn)行，采集溫度測量值，并在圖表上顯示。第八十八頁，共94頁。5