基于虚拟仪器技术的教学实验平台开发

基于虚拟技术的《自动控制原理》课程仿真实验系统【摘要】根据《自动控制原理》课程实验教学的实际需求，将虚拟技术引入到课程的实验教学中，开发了基于LabVlEW和MATLAB的自动控制原理虚拟实验系统。

通过教学实践表明，该虚拟实验仿真平台的建立和应用，改革了自动控制原理课程实验教学的形式和内容，培养了学生的兴趣和实践能力。

【关键词】虚拟技术；自动控制原理；实验系统0 引言《自动控制原理》是工学专业一门重要的专业基础课程，其教学目标是使学生掌握控制系统的基本性能特点，从而学会分析和设计控制系统的方法。

这门课程教学特点鲜明，除理论教学外，实验教学也是其中不可缺少的环节。

然而，在硬件实验平台实现教学目标，每种仪器都必须配置多套，若要频繁改变系统参数或结构，必然要大量更换或调整相应元器件，随之而来的问题是：①即使实验教师工作量增大也很难对所有学生进行指导；②实验设备损坏及老化现象将加剧。

这样不但影响教学效果，同时也使实验经费紧张的问题更加突出，因此仅仅进行硬件实验有很大的局限性。

另一方面，目前“自动控制原理”实验的内容侧重于理论验证和模仿训练，每个学生的实验内容千篇一律。

这种方式将学生的思维限定在一个狭窄的范围内，缺乏对学生创新意识的培养和综合能力的提高。

滞后的实验设备和呆板的实验模式难以调动学生的主动性和创造性，从而在很大程度上制约了实验教学的发展和人才培养质量的提高。

基于以上分析，本文结合LabVIEW和MATLAB两种软件开发平台，设计开发了一套《自动控制原理》虚拟实验系统。

它有效缓解了实验教学中实验设备不足和滞后等问题；同时在实验操作中也允许出现误操作，而维护保障的费用几乎为零，因此便于开展设备易损性、综合性、设计性实验。

1 虚拟实验系统的设计实验系统主要针对经典控制理论的相关实验展开系统设计，附加少量现代控制理论实验，以满足不同学生的学习需求。

其研究对象主要是线性定常的单输入、单输出系统，采用传递函数为系统数学模型，根据时域分析法和频率响应法分析和设计系统。

教学实验虚拟仪器平台下的电路测试功能开发袁海英王铁流陈东升(北京工业大学电控学院，北京100124)摘要：本文在教学实验虚拟仪器平台下开发电路测试功能，利用计算机仿真技术学习模拟电路、数字电路、单片机应用等工程设计课程，并进行电路设计、仿真、调试等常见实验和测试任务。

关键词：虚拟仪器；N I—E L vI S平台；测试中图分类号：TM l3文献标识码：A文章编号：1673—7938(2008)增刊一0056一031前言非常适合教学实验和电路原型设计及测试。

进行完虚拟实验室利用计算机仿真技术，在计算机上整的电路设计、建模和测试。

LA B V IEw可与电路学习模拟电路、数字电路、单片机应用等课程，并进仿真软件m ul t i si m集成。

借助m ul t i s i m和N I—E L 行电路设计、仿真、调试等实验室实验。

虚拟实验室V I s面包板设计电路，借助L A B V I E w进行测试。

的本质是以虚代实、以软代硬。

广义上计算机、电子此外，可以在L A B V I Ew里面进行M A T LA B文件仿真软件和虚拟实验教程能构成一个设备先进的实的导人或直接进行M文件编程，可实现仿真和虚拟验室。

仪器的无缝连接。

N I教学实验虚拟仪器套件工具包是一款涵盖仪器硬件平台的简介：在仪器上面插入一块原微控制器编程和测试时间操作所需全部组建的集成型实验面包板，用于实验教学和电路原型设计及测套件，可用于微控制系统设计和测试教学，它帮助学试。

用户可以调节仪器平台前面板上的相关按钮选生学习完整的电路设计、建模和测试。

与传统仪器择测试功能，也可以调用L A BV I E w软件测试平相比，ELvIs虚拟仪器的优势体现在：LA B V I Ew、台。

注意使用时，虚拟仪器和实际仪器的功能是交L A B w I N D ow S，c vI、M E A suR E M E N T ST uD I O替使用，使用虚拟仪器功能，则面板上仪器功能被屏编程平台使用方便、功能强大、节省仪器开发时间；蔽；反之亦然。

• 110•利用O P C 通讯技术，将P L C 、WINCC 、MATLAB 三者通过固定协议建立通讯，建立电机控制虚拟仿真实验系统，搭建运动控制系统虚实结合的虚拟仿真实验环境。

论文从虚拟实验室建设的实际需求出发，介绍了系统地整体架构，详细阐述了虚实结合的关键技术实现，并进行了仿真验证。

1 引言新一代信息技术的快速发展，促进了基于网络共享的虚拟现实技术的广泛应用，并在教育领域掀起热潮，为教育手段尤其是实验教学手段更新注入新的活力。

2013年，教育部启动国家级虚拟仿真实验教学中心建设，又于2017年决定未来4年认定1000项左右示范性虚拟仿真实验教学项目（李佐军，地方高校虚拟仿真实验教学中心的建设[J].教书育人(高教论坛)，2017(4)），并已批准300个国家级虚拟仿真实验教学中心（逯明宇，王敏，“新一代虚拟现实+高等教育”生态圈的构建[J].高教发展与评估，2018，34(05)：38-44+120-121）。

随着2018年新工科教学改革战略的提出，持续推进现代化信息技术与教育教学深度融合，建设虚拟仿真教学实验环境，开发丰富的虚拟仿真实验项目已经成为高校教育改革的热点。

目前各大高校在电气工程领域里，西安交通大学进行了网络化动态测试虚拟仪器实验室设计与开发（王娜，徐光华，侯成刚，网络化动态测试虚拟仪器实验室设计与开发[J].实验技术与管理，2004(05)：47-51）；湖南大学进行了矿业工程“一横一纵”虚拟仿真实验教学体系建设与实践探索（赵伏军，王海桥，叶洲元，矿业工程"一横一纵"虚拟仿真实验教学体系建设与实践探索[J].当代教育理论与实践，2017(5)）；哈尔滨工程大学进行了电力拖动控制系统课程教学改革与实践，其中理论教学采用了多媒体及仿真技术辅助教学，实验教学采用了虚拟仿真实验（张敬南，彭辉，电力拖动控制系统课程教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2014，33(9)：236-239）。

e-Labsim 仿真型实验平台简要介绍简述：武汉凌特电子技术有限公司 e-Labsim 仿真型实验平台是一套根据教学的需要，兼顾一般仿真型开放实验室优势，运用先进的虚拟仿真技术，将实际的硬件设备通过虚拟化，在PC 机上实现与硬件相同的功能及操作方式；在此基础上，利用软件上的优势，进行了灵活的扩展与二次开发，并集成多种虚拟仪器的综合的仿真型开放实验平台。

总而言之，e-Labsim 仿真型实验平台是一种虚拟的实验环境和平台，但其又不同于普通的“虚拟实验室”的概念，独有的“仿真引擎”技术，同时应用了当今流行的CSDA 的网络架构及软件架构，实现实验室的创新开放。

一、产品图片注：实验连线界面注：虚拟示波器界面仿真软件界面管理系统界面二、产品架构e-Labsim仿真型实验平台当然也是一种虚拟的实验环境和平台，但其又不同于普通的“虚拟实验室”的概念，为了能做到实验室的开放以及让学生进行创新实践，在产品实现方面，我们主要采取了几个方面的思路和方案：1）建立真实完整的实验对象的数学模型，让学生在虚拟环境下感受到的是真实的实验环境；2）将实验对象按知识体系切割为一个个独立的模块，学生可以按照自己的意愿将各模块以不同的方式进行组合以搭建出不同的功能实体或系统；3）每一个模块的相关参数是可以按照学生的意愿来进行自由调节的；e-Labsim仿真型实验平台主要由六大部分构成，具体如下：1）模块级仿真子系统；2）创新实践子系统；3）教学管理子系统；4）实验子系统；5）虚拟仪器子系统；6）Matlab接口调用子系统；三、产品特色直观的用户界面e-Labsim仿真型实验平台能完整模拟硬件外观以及行为，真正将硬件实验设备的外观及功能全部融入仿真平台，融合通信专业的基础及专业课程，使整个操作界面就像一个完整的个人通信实验室。

所有实验模块和测试设备具有与实际硬件一样的使用感受，使用鼠标就可以轻松完成对模块及设备上的所有开关，旋钮及菜单的操作，操作界面和实验效果与实际设备完全一样。

实现实验设计过程。

图1实验平台基本框架用支路电流法可以验证基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电流定律的对于任一集总电路中的任一节点,在任一时刻该节点的所有支路电流的代数和为零。

所以可以根据基尔霍夫电流定律的基本内容来设计支路电流法实验。

利用在前面板上放置8个数值型输入控件电压,且数值均可以调整。

然后在前面板放置用来显示5条支路上的电流。

通过修饰控件建立电路图,如图2所示。

图2支路电流法前面板在程序框图界面可以对放置的输入控件进行数值运算。

应用基尔霍夫电流定律,列出方程组如下:I1+I2-I3=0I4+I5-I3=0R1*I1-R2*I2=Us1-Us2R5*I5-R4*I4=-Us3R2*I2+R3*I3+R4*I4=Us2使用MathCript节点生成线性方程组的系数和已知向量[3],。

利用选项卡控件可以添加实验目的和实验步骤,通过程序的调试和几次实验验证,实验结果可靠准确,支路电流法实验设计完毕将设计的5个实验添加到一个容器中,LabVIEW里面的函数就可以调用VI(虚拟仪器)。

生成的菜单如图3所示。

图3虚拟实验平台主界面结语随着虚拟仪器技术的发展,传统仪器设备寿命周期短以及不利于资源共享的缺点愈来愈凸显。

结合我校实际,本文设计了我校电子电路虚拟实验平台,经过不断的调试已成功用于实际实验中,且实验效果较好。

后续我们将继续完善该虚拟实验平台并在适当范围内进行推以期获得更好的教学改革效果。

【参考文献】吴俊.基于LabVIEW的虚拟实验室研究[D].南昌:南昌大学,2012.李静.LabVIEW2013完全自学手册[M].北京:化学工业出版社,2015.司慧玲.基于LabVIEW的虚拟电工与电子实验的设计[D].南京:南京理工大,2012.[责任编辑:朱丽娜吉首大学2016年实验教学改革研究项目(2016SYJG004)。

廖柏林(1981—),男,湖南衡阳人,博士,副教授篇。

5）虚拟仪器（NI ELVIS）基础实验[实验目的]1．了解虚拟仪器概念2．学习NI ELVIS软面板仪器的使用，并进行实际测量3．了解G语言，LabVIEW编程初步[实验原理]一．虚拟仪器简介1．软件即仪器虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）是基于计算机的软硬件测试平台。

虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。

20世纪80年代，随着计算机技术的发展，个人电脑可以带有多个扩展槽，就出现了插在计算机里的数据采集卡。

它可以进行一些简单的数据采集，数据的后处理由计算机软件完成，这就是虚拟仪器技术的雏形。

1986年，美国National Instruments公司（简称NI公司）提出了“软件即仪器”的口号，推出了NI-LabVIEW开发和运行程序平台，以直观的流程图编程风格为特点，开启了虚拟仪器的先河。

2．与传统仪器比较虚拟仪器∙使用者定义功能∙软件定义的界面∙网络/互联网的连接传统仪器∙制造商定义功能∙固定的界面∙有限的扩展功能3．LabVIEW图形化开发环境LabVIEW是一种图形化的编程语言和开发环境。

它功能强大且灵活，包含内容丰富的数据采集、分析、显示和存储工具。

LabVIEW用于实现对实际物理量的采集、分析和表达，利用它可以方便快捷地建立自己的虚拟仪器。

以LabVIEW为代表的图形化程序语言，又称为G语言。

使用这种语言编程时，基本上不需要编写程序代码，而是“绘制”程序流程图。

LabVIEW与虚拟仪器有着紧密联系，在LabVIEW中开发的程序都被称为VI（或虚拟仪器），其扩展名为vi。

VI包括三个部分：前面板（Front Panel）、程序框图（Block Diagram）和图标/连接器（Icon and Connector Pane）。

程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。

在程序前面板上，输入量称为控制器（Control），输出量称为显示器（Indicator）。

针对中职电类课程的网络虚拟实验系统的开发与研究摘要：目前，随着虚拟仿真软件的普及，电类实验教学使用的网络虚拟实验环境已成为可能。

虚拟电子实验通过在线仿真，使学生自由地根据自己的能力和课程设置进行相关实验，有利于培养学生独立学习的能力。

关键词：虚拟实验室仿真软件网络教学一、引言本文针对中等职业技术学校对电工电子实验室的功能定位及基本要求，制订了基于网络虚拟化的电工电子实验平台的构建方案，使开发的实验平台实现虚拟的电类线路的搭建、参数调整、虚拟仿真、实验结果保存与数据恢复及多个实验电路设计方案的比较与分析。

虚拟实验技术为中职教育的电类课程教学提供丰富的拓展空间。

在虚拟实验过程中，学生可以自由地选择适合的时间、地点、进度进行与课程内容相匹配的实验，可以个人单独或小组协同工作，并根据课程内容的相关知识点由学生自行安排实验进程。

虚拟实验技术就是把实验内容的选择权、主动权交给学生。

教师提供实验建议和实验评价，让学生根据自己所学课程的知识点，选择适合自己的并与课程知识点相关的实验，从而掌握专业知识。

虚拟实验技术可以更好地培养学生自我评估和独立或团队合作的能力。

二、虚拟实验室的组成依靠虚拟仪器构建的虚拟实验室，虚拟仪器是虚拟实验室的核心，是通过计算机软件模拟硬件模块的虚拟实验平台，即利用计算机软件模拟传统的硬件实验装置，以完成实验。

因此虚拟仪器构建的虚拟实验室具有成本低、可重复使用、数据不易丢失等优点，这是传统的硬件实验平台无法比拟的。

如图1所示，虚拟实验室包括虚拟仪器系统，该虚拟仪器系统通过远程用户端、计算机网络系统、虚拟实验室管理系统进行连接并访问。

图1 虚拟实验室的组成原理图在具体实施过程中，学生通过计算机远程登录到虚拟实验室的客户端，通过ie浏览器访问虚拟实验室。

学生选择合适的课程项目后进入虚拟仪器的控制台，虚拟仪器的控制面板发出相应实验操作指令，包括设置实验参数，例如电阻、电容、三极管参数和型号，虚拟仪器接收到上述操作指令和实验参数后，学生通过虚拟仪器的仿真模块构建虚拟实验电路，并将实验获得的数据通过计算机网络返回给位于客户端的学生。

基于LabVIEW和Multisim的虚拟电子实验系统周艳;陈永建【摘要】利用 LabVIEW 构建虚拟电子实验系统，包括模拟电路与数字电路基础性和综合性实验项目，主要采用LabVIEW与Multisim联合仿真的方法来实现模拟电路实验仿真过程，充分发挥LabVIEW数字控制与Multisim模拟仿真的优势。

同时，利用LabVIEW设计数字电路实验，实现了虚拟仪器开发平台的开放性、可扩展性和资源共享性。

实例说明模拟电路实验和数字电路实验各模块的设计过程，证明其有效性。

基于 LabVIEW 和 Multisim的虚拟电子实验系统不仅有效的缓解实验设备条件的紧缺，大大节省了实验室的投入，还为深化教学改革提供了新思路。

%Virtual electronic experiment system is designed based on LabVIEW, including foundation and comprehensive experiment of analog circuit and digital circuit, mainly uses analog circuit experiment simulation based on LabVIEW and Multisim Co-Simulation, make full use of digital control of LabVIEW and analog simulation of Multisim. Meanwhile, the digital circuit experiments are projected by LabVIEW, bringing about opening, scalability, sharing resources of virtual instrument development platform, and also illustrates the design process of system modules by examples. Virtual electronic experiment system based on LabVIEW and Multisim not onlycan effectively alleviate the shortage of laboratory equipment conditions, and save the input of laboratory, but also provide new ideas of deepen the teaching reform.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】5页(P70-73,36)【关键词】虚拟实验室;LabVIEW;Multisim;联合仿真;模拟电路实验;数字电路实验【作者】周艳;陈永建【作者单位】肇庆学院电子信息与机电工程学院，肇庆 526061;肇庆学院电子信息与机电工程学院，肇庆 526061【正文语种】中文在理工科院校教学过程中，实验教学占据重要地位，然而普通实验室的建设、维护投入很大，并且可扩展性、开放性、资源共享性等方面都存在不足，特别是在高校扩大招生规模的现在，实验教学条件严重紧缺，实验教学环境急需改善.为了解决这一问题提出了一种基于LabVIEW和Multisim的虚拟实验系统构建方法及其实现过程，前期主要应用于虚拟电子实验，后期可以根据需要加入电力电子、电路、自动控制、机械原理等虚拟实验模块，进一步扩充虚拟实验系统的功能.LabVIEW 是一种图形化编程开发平台，普遍用于虚拟仪器的开发与设计.与常规编程语言不同的是，它采用图形化编程开发语言，而不是枯燥难懂的文本代码，使得计算机编程更简单易懂，LabVIEW 诞生的20多年里被广泛用于教育、航空、测试、自动化等领域[1].Multisim是一种使用广泛的电子电路设计与仿真软件，功能强大、界面直观、操作方便.基于LabVIEW 和 Multisim的虚拟实验系统不仅充分利用校园网络和已有的软硬件资源，大大减少实验室投入成本，而且还为高校实验室建设、实验教学改革和仪器、测量领域的发展带来新机遇.1 虚拟电子实验系统电子技术是电气、电子信息、自控等电类专业和机械、计算机等部分非电类专业本科生的必修课，是电子技术方面入门性质的技术基础课，具有很强的实践性.电子实验课在课程教学中占很大比重，是主干实验课程.近几年随着高校招生规模的不断扩大，实验室设备条件不足、利用率不均衡等问题日渐突出.为了缓解该问题，一方面可加大实验室资金投入，合理安排提高实验设备的利用率，适当的维护保修延长实验仪器的使用寿命; 另一方面可利用新型技术研制出虚拟仪器，采用纯软件或软硬件结合的方式构建虚拟实验平台辅助学生进行虚拟实验，以缓解日益繁重的实验课程.目前国内许多研究者相继对虚拟实验系统进行了深入研究，建立了半实物或全数字的虚拟实验平台.文献[2]设计了一种纯软件方式实现的计算机组成原理虚拟实验室，操作者只需进行实验电路图的搭建，运行电路就能查看、分析实验结果，易于操作、功能完善.文献[3-5]采用半实物方式设计了基于 LabVIEW 虚拟仪器的远程实验室，通过 LabVIEW 采集各个实验仪器的数据，并加以修正以便更好的显示在 LabVIEW 所设计的示波器上.半实物形式可以提高实验仪器的利用率，但如何将分散的实验仪器有效的整合，采集的数据如何保证有效性和实时性都是研究的重点与难点.文献[5]提出虚拟实验室设计思路，分为基于仿真的实验模块和基于现场实物的实验模块，并以实例说明实验过程，证明其有效性.文献[6，7]介绍了采用 LabVIEW结合Multisim进行交互仿真，前者仅仅应用到三极管输出特性曲线的测试，没有进一步推广应用到整个虚拟电子实验室.后者侧重于虚拟实验室的构建，缺少各个实验模块实现过程，特别是 LabVIEW、Multisim交互仿真的实现.本文提出的虚拟实验系统主要利用 LabVIEW、Multisim 仿真软件构建虚拟电子实验系统，采用纯软件方式设计模拟电路、数字电路实验模块，特别是模拟电路实验采用LabVIEW结合Multisim实现联合仿真.该虚拟实验系统的设计一方面给理论教学提供了新渠道，改善教师单一的课堂教学模式，通过形象直观的演示实验效果，加深学生对理论知识的学习和理解; 另一方面让学生利用校园网络在宿舍、图书馆等地点点击进入实验系统，预习实验、实验操作、分析实验结果、下载实验报告模版、提交实验报告、实验问题交流等，突破了实验条件、地点的限制，与理论教学及实际实验室操作相辅相成，进一步巩固学生对理论知识的理解，提高学生的实践技能.2 基于LabVIEW和Multisim的虚拟电子实验系统的构建电子技术实验分为模拟电路与数字电路两部分，本文设计的虚拟实验系统主要包括模拟电路实验模块和数字电路实验模块，按照实验教学大纲，结合LabVIEW自身特点选取了其中14个典型的基础性和综合性实验.2.1 系统结构本文设计的实验系统采用B/S网络模式，学生只需在任何一台连接网络的计算机上通过浏览器就能访问实验系统，不用安装LabVIEW、Multisim等相关软件就能进行电子实验，完成实验操作、分析实验数据、上交实验报告等.基于WEB的B/S 模式是由学生通过HTTP向WEB服务器发出请求，包括用户注册、登录、与VI 的连接请求等，WEB服务器接收请求并自动协调处理来自多个客户端的请求，然后从数据库中读取结果返回给客户端显示，例如将用户请求的嵌有 VI程序的页面返回给客户端，让学生完成网上实验操作.虚拟电子实验系统分为系统管理、模拟电路实验和数字电路实验3大模块.其中系统管理模块负责用户管理、实验教学资源管理，用户管理包括用户信息管理和用户登录管理.实验教学资源管理包括实验项目、实验报告等模块.模拟电路实验模块、数字电路实验模块是虚拟实验系统提供给学生的实验平台，包括模电和数电 14个基础性和综合性实验，根据电子技术教学大纲的内容适当进行调整，压缩验证性实验，增加综合设计类实验供学生选择，充分调动学生实践兴趣，提高学生学习的自主性.鉴于LabVIEW 采用模块化编程的思想，各个实验模块是以子 VI的形式嵌入实验系统中，这样当有新的实验项目或是对已有项目进行修改时，只需要将设计好的新的子 VI加入到实验系统，或修改相应的实验模块即可，大大增加了实验系统的灵活性和可扩展性，有利于系统的维护与资源共享.虚拟电子实验系统的结构图如图1.图1 虚拟电子实验系统结构图2.2 模拟电路实验模块设计该模块采用LabVIEW与Multisim联合仿真方法实现.LabVIEW 前面板设计实验操作界面，在程序框图中通过相应的数值输入控件来控制Multisim模拟电路仿真，并将仿真结果以数值或图形形式呈现在LabVIEW前面板的实验结果显示区.Multisim仿真软件是一款用于电子电路设计与仿真的EDA软件，功能强大、操作方便、界面直观，提供了标准的齐全的元件库和虚拟仪器库，以及多种仿真分析方法，广泛应用于高校的“电路”、“模拟电路”、“数字电路”等课程的理论与实验教学[8].LabVIEW与Multisim作为NI集成化平台的重要组成部分，在传输仿真和采集数据上有着巨大的优势.一方面通过LabVIEW采集的实际数据或是产生的虚拟信号，作为 Multisim 仿真数据源，利用 Multisim强大的测试与分析能力，提高了工程开发设计的有效性和灵活性.另一方面也可以在LabVIEW环境下导入Multisim仿真结果，利用LabVIEW输入控件设置仿真参数并传输给Multisim 从而控制模拟仿真，同时利用LabVIEW分析、显示仿真结果.本文既是利用了后者的设计思路，首先在 Multisim中设计仿真电路图，并放置便于Multisim和LabVIEW 交互的接口，其次利用 LabVIEW 软件设计具有一定功能的 VI，建立起LabVIEW与Multisim之间的数据通讯，学生可以通过LabVIEW的输入控件控制Multisim仿真，并将实验结果以图形或数据形式显示在 LabVIEW 的前面板供学生浏览.LabVIEW与Multisim联合仿真主要分为Multisim模拟仿真电路图的设计和LabVIEW 数字控制器的设计两部分.本文模拟仿真部分应用的是 Multisim12.0软件，数字控制部分采用LabVIEW2011软件和控制设计与仿真模块.模拟电路实验模块包括基础性和综合性两类实验，下面具体以单管放大电路实验来说明该模块的实现过程.单管放大电路是模拟电路最基本的实验，本系统采用的是分压式偏置放大电路，先利用Multisim设计仿真电路图并在输入电压、输出电压位置放置HB/SC接口作为针对LabVIEW的输入或输出，这些 HB/SC接口是 LabVIEW 交互接口，用以与LabVIEW 仿真引擎之间的数据收发.然后利用LabVIEW 输入控件来改变 Multisim仿真模型中电压源幅值，并将输入电压、输出电压、放大倍数等参数返回给LabVIEW，以数值或图形方式一起显示在前面板控件上.单管放大电路的程序框图与前面板中实验结果显示如图2、图3.图2 单管放大电路程序框图图3 前面板中部分实验结果显示程序框图中的单管放大电路VI是Multisim design VI，为LabVIEW与Multisim 交互仿真使用的虚拟仪器，运用Multisim中的LabVIEW Co-simulation Terminals窗口创建，并设置Multisim仿真图中输入输出参数属性，包括各个HB/SC接口模式、类型、名称等，通过将其拖入 Control&Simulink Loop中就可以实现LabVIEW与Multisim交互仿真.程序框图中的图标1是求解最大值的子VI，控制与仿真循环中无法使用For或While循环，故该子VI利用反馈节点求出输出电压的最大值即为幅值.反馈节点用于存储或获取上一次循环执行的信息，功能类似于For循环、While循环中的移位寄存器，并且不需要经过循环体的边框连接数据线，使得程序更简洁美观，对于熟悉反馈概念的控制或电子工程师来说更容易接受.子 VI(SubVI)相当于文本编程语言中的函数，通过将常用功能模块构建成SubVI，实现了LabVIEW层次化和模块化编程，有效提高了程序代码的使用频率，减少重复操作，节省编程时间.2.3 数字电路实验模块设计数字电路实验分为基础性和综合性两类实验，包括加法器、计数器、6路抢答器、数字时钟等 8个实验.由于数字电路具有明显的布尔特性，可以完全利用LabVIEW 来设计.本文设计的数字电路实验模块主要分为前面板设计和程序框图设计.前面板主要设计实验用户操作界面，通过程序框图的连接实现实验模块的功能.这里以6路抢答器来具体说明设计步骤.6路抢答器设计采用 While循环嵌套条件选择结构组成.这里涉及到属性节点的使用.属性是本地或远程应用程序实例、VI或对象的特性，通过属性节点可以获取或设置本地或远程应用程序实例、VI或对象的属性.VI属性节点可以控制很多属性，如标签、禁用、值等.6路抢答器中的While循环和条件选择结构通过提取相应控件的禁用和值两种属性，设计 6位选手的确定键和主持人的复位键的操作，同时显示抢答成功的选手编号并蜂鸣器响.程序运行时通过 While循环检测各选手确定键或主持人复位键是否有动作，当某选手按下确定键时，进入相应的Case Structure选择结构，通过设置相应控件的禁用和值属性，实现选手抢答、按键互锁和抢答成功选手的编码显示等功能.只有当主持人按下复位键，选手们才能抢答，复位键具有控制抢答和清除选手指示灯及编号显示的双功能.6路抢答器部分程序框图与前面板如图4、图5.图4 6路抢答器部分程序框图2.4 系统管理模块图5 6路抢答器的前面板设计系统管理模块主要负责用户信息与教学资源的管理.本文设计的虚拟电子实验系统用户分为学生、教师、管理员3类，分别赋予一定的权限.其中学生可进行系统登录，预习、申请实验，实验操作，下载、提交实验报告，实验提问等.教师进入实验平台可进行实验指导、问题解答、批改实验报告等操作.LabVIEW设计的各个实验模块 VI是教学资源模块最重要的部分.它是利用LabVIEW自身带有的网页发布功能，将设计好的VI生成相应的WWW网页，嵌入到虚拟电子实验平台中.当用户通过网络远程访问虚拟电子实验系统并申请某实验模块时，服务器直接调用相应虚拟仪器的前面板以供用户进行实验操作.3 结语本文设计的虚拟电子实验系统对于用户来说不需要安装LabVIEW、Multisim专业软件，结果以图形、数据、指示灯或声音等形式显示，使用简单易懂.设计的重点与难点在于模拟电路实验模块的 LabVIEW 与Multisim 联合仿真，如何实现两种软件之间的数据通讯.在设计过程中还存在着交互接口的放置，数字控制器过于简单难以实现复杂的控制方式等不足，需要在以后研究中得到进一步的解决.该实验系统结合了虚拟仪器技术、网络技术、数据库技术等，具有开放性、资源共享性、安全性、用户自主性、扩展性等优点，它的开发对于解决高校实验资源紧缺，激发学生自主学习的兴趣，提高教学效果有着重要意义，并为深化教学改革开辟了新的发展方向.参考文献【相关文献】1 陈树学，刘萱.LabVIEW 宝典.北京:电子工业出版社，2011:2-10.2 王建新，张丽媛.基于组件的计算机组成原理虚拟实验室的设计与实现.系统仿真学报，2008，20(9):2469-2474.3 李海芳，张民.LabVIEW 下远程虚拟实验室的研究与实现.太原理工大学学报，2010，41(2):147-149.4 戴成梅，戴成建.基于 LabVIEW 的电工电子网络虚拟实验室研究与开发.实验室研究与探索，2011，30(2):74-77.5 齐虹，周文滨.利用LabVIEW实现的虚拟网络实验室及其虚拟实验.福州大学学报(自然科学版)，2010，38(2):237-241.6 刘俊.基于 LabVIEW结合Multisim的仿真.重庆工学院学报(自然科学版)，2008，22(7):73-75.7 肖如杏，房俊龙.基于LabVIEW和Multisim的电子电路虚拟实验室.东北农业大学学报，2008，39(4):106-108.8 周凯.EWB虚拟电子实验室-Multisim7&Ultiboard7电子电路设计与应用.北京:电子工业出版社，2005:1-2.。

基于虚拟仪器技术的电子测量仪器平台开发发布时间：2022-01-20T08:50:11.547Z 来源：《现代电信科技》2021年第17期作者：方丁伟[导读] 当前，我国科学技术和人工智能技术进一步得到了升级和发展，这也为各类虚拟应用的开发和使用提供了便捷。

虚拟应用技术是基于互联网技术和计算机技术而发展出来的，能够实现远程操控和线上连接的一项技术，是我国网络技术和科学技术发展的重要表现。

在目前，虚拟技术的一项重要应用领域就是电子测量仪器领域。

本文研究探讨了基于虚拟仪器技术的电子测量仪器平台开发，对于这项工程的关键技术和系统组成做出了介绍，并提出了优化的建议，以供参考。

（金卡智能集团股份有限公司浙江杭州 310018）摘要：当前，我国科学技术和人工智能技术进一步得到了升级和发展，这也为各类虚拟应用的开发和使用提供了便捷。

虚拟应用技术是基于互联网技术和计算机技术而发展出来的，能够实现远程操控和线上连接的一项技术，是我国网络技术和科学技术发展的重要表现。

在目前，虚拟技术的一项重要应用领域就是电子测量仪器领域。

本文研究探讨了基于虚拟仪器技术的电子测量仪器平台开发，对于这项工程的关键技术和系统组成做出了介绍，并提出了优化的建议，以供参考。

关键词：虚拟仪器技术；电子测量仪器；平台；开发虚拟仪器技术的开发和应用为仪器发挥作用和价值拓宽了空间、提高了工作效率、拓展了工作范围。

而基于虚拟仪器技术的电子测量仪器平台主要包括了硬件部分和软件部分两个方面，想要取得进一步的发展和升级，也需要从硬件和软件两个部分做出努力。

1虚拟仪器技术的简介 1.1虚拟仪器的含义虚拟仪器，顾名思义，就是非真实性的仪器。

这项概念的提出主要得益于互联网技术的发展。

网络环境为虚拟仪器发挥作用提供了新的空间，拓宽了虚拟仪器的作用范围，是我国网络技术和计算机技术发展在仪器仪表领域的新高度。

1.2虚拟仪器的发展趋势（1）外挂式虚拟仪器做到更加广泛的应用。