运动控制卡在LabVIEW的应用
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利用LabVIEW进行飞行模拟和飞行控制飞行模拟和飞行控制是飞行器研发和测试过程中非常重要的环节。
利用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)进行飞行模拟和飞行控制可以提供一个全面的仿真环境,用于评估和优化飞行器的性能。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行飞行模拟和飞行控制,以实现精确的飞行器仿真和控制。
一、飞行模拟飞行模拟是通过计算机仿真技术模拟飞行器在不同环境条件下的飞行行为和性能。
LabVIEW提供了一种直观方便的编程环境,能够帮助工程师和科研人员快速搭建飞行器的数学模型,并进行仿真。
以下是一些利用LabVIEW进行飞行模拟的关键步骤和技术。
1. 确定飞行器动力学模型:在使用LabVIEW进行飞行模拟之前,需要确定飞行器的动力学模型。
这个模型可以基于已有的理论公式或者实际测试数据来建立。
LabVIEW提供了丰富的数值计算和信号处理函数,可以方便地实现复杂的数学运算和模型建立。
通过将动力学模型转化为LabVIEW的逻辑图,可以方便地实现模型的计算。
2. 设计仿真环境:仿真环境是飞行仿真的重要组成部分。
LabVIEW提供了各种用户界面和控件,可以直观地搭建仿真环境,如飞行器显示面板、环境参数设置界面等。
通过这些界面和控件,用户可以实现飞行器的位置、速度、姿态等参数的实时监测和控制。
3. 定义仿真任务:在进行飞行模拟前,需要明确仿真任务的目标和要求。
例如,可以通过仿真来评估飞行器在不同环境条件下的性能、优化控制算法等。
LabVIEW提供了强大的数据采集和分析功能,可以帮助用户实现对仿真结果的实时监测和分析。
4. 运行仿真:在完成上述步骤后,即可运行飞行仿真。
LabVIEW提供了多线程编程技术,可以将不同的模块分别放在不同的线程上运行,实现真实的多任务并行处理。
通过合理的线程设计和同步机制的使用,可以提高仿真的性能和稳定性。
基于LabVIEW的六轴工业机器人运动控制系统的算法研究与实现一、内容简述本文《基于LabVIEW的六轴工业机器人运动控制系统的算法研究与实现》主要探讨了利用LabVIEW平台设计并实现六轴工业机器人的运动控制系统。
文章首先介绍了工业机器人运动控制的重要性,特别是在现代制造业自动化、智能化发展的大背景下,精准、高效的运动控制对于提升生产效率、降低生产成本具有重要意义。
文章详细分析了六轴工业机器人的结构特点与运动学原理,包括各关节的转动范围、运动轨迹规划等。
在此基础上,文章提出了基于LabVIEW的运动控制算法设计方案,包括控制策略的选择、控制参数的优化等。
通过LabVIEW的图形化编程环境,实现了运动控制算法的可视化编程与调试,提高了开发效率。
文章还介绍了如何利用LabVIEW的数据采集与处理功能,实现对工业机器人运动状态的实时监测与数据分析。
通过采集关节角度、速度、加速度等关键数据,可以对机器人的运动性能进行精准评估,并为后续的运动控制算法优化提供数据支持。
文章通过实际案例展示了基于LabVIEW的六轴工业机器人运动控制系统的应用效果。
实验结果表明,该系统能够实现精准、稳定的运动控制,满足实际生产需求。
该系统还具有良好的可扩展性和可维护性,为后续的功能升级与改进提供了便利。
本文基于LabVIEW平台成功设计并实现了六轴工业机器人的运动控制系统,为工业机器人的运动控制提供了一种新的解决方案,对于推动制造业的自动化、智能化发展具有重要意义。
1. 工业机器人发展背景与现状随着科技的日新月异,工业机器人作为现代制造业的重要支柱,正日益受到广泛关注和应用。
工业机器人的发展背景源于对生产效率、质量稳定性和劳动力成本等多方面的考量。
在制造业转型升级的浪潮中,工业机器人以其高精度、高效率、高可靠性的优势,成为了提升产业竞争力、实现智能化制造的关键工具。
工业机器人已经广泛应用于汽车、电子、机械、化工等多个领域,承担起了焊接、装配、搬运、检测等繁重且重复性的任务。
LabVIEW在自动化控制中的应用自动化控制是现代工业领域中至关重要的一部分,它旨在通过使用计算机和先进的控制系统来提高生产效率、优化流程和确保产品质量。
在这个领域中,LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)作为一种基于图形化编程的软件系统,具有广泛的应用。
本文将探讨LabVIEW在自动化控制中的应用,并介绍一些例子来展示其优势和潜力。
一、LabVIEW的基本概念和特点LabVIEW是由美国国家仪器公司(National Instruments)开发的一种集成开发环境(IDE),它通过图形化编程语言G语言(G-programming language)来实现自动化控制系统的开发。
与传统的文本编程语言相比,LabVIEW基于图形化编程的特点使得开发者可以利用直观的图形化界面,将各种功能模块组合在一起,形成一个完整的控制系统。
LabVIEW的特点体现在以下几个方面:1. 直观易懂:LabVIEW采用了自然语言风格的图形化编程语言,使得编程变得更直观易懂。
用户可以通过拖拽、连接图形化模块,而无需编写繁琐的代码。
2. 模块化设计:LabVIEW支持模块化设计,使得程序结构清晰,易于维护和扩展。
每个功能模块都可以独立开发和测试,便于协同工作和模块重用。
3. 硬件兼容性:LabVIEW与各种硬件设备兼容,可以实现与传感器、执行器等硬件设备的连接和数据交互。
这使得LabVIEW成为了自动化控制领域中的重要工具。
二、1. 数据采集与监测:LabVIEW可以通过与传感器的连接,实时采集各种监测数据,如温度、压力、流量等。
这些数据可以用于实时监测、故障诊断和预测性维护等。
2. 控制系统开发:LabVIEW提供了丰富的控制功能模块,如PID控制器、状态机等,可以用于开发各种类型的控制系统。
通过与执行器的连接,LabVIEW可以实现对工业设备、机械臂、机器人等的精确控制。
利用LabVIEW进行控制系统设计与实现控制系统是一种能够监测和调节设备、过程或系统运行状态的系统。
在实际工程中,利用计算机软件进行控制系统设计与实现已经成为一种常见的做法。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行控制系统的设计与实现,以及一些相关的注意事项。
一、LabVIEW简介LabVIEW是一种用于设计和实现各种系统、过程和设备的图形化编程软件。
它的独特之处在于采用了图形化的编程语言G语言,使编写程序更加直观和易于理解。
LabVIEW适用于各种不同的行业和领域,如工业自动化、测量仪器、控制系统等。
二、LabVIEW的基本操作在使用LabVIEW进行控制系统设计前,我们先来了解一些LabVIEW的基本操作。
LabVIEW的界面分为两部分,左侧是工具箱,包含各种控件和函数;右侧是前面板,用于搭建程序的用户界面。
通过拖拽工具箱中的控件和函数,我们可以在前面板上搭建控制系统的用户界面。
然后,我们可以使用图形化编程语言G语言来编写程序的逻辑部分,对控件和函数进行数据处理和控制。
最后,我们可以运行程序进行测试和验证。
三、控制系统设计与实现步骤1. 确定系统需求在进行控制系统设计前,我们首先需要明确系统的需求。
例如,需要实现的功能是什么,需要控制的设备是什么,需要采集的传感器数据是什么等等。
只有明确了系统的需求,才能在LabVIEW中进行相应的设计和实现。
2. 构建界面在LabVIEW的前面板上,我们可以将需要控制的设备和传感器等通过拖拽控件的方式放置在界面上,用于用户交互。
例如,我们可以添加按钮用于开关控制,添加指示灯用于状态显示,添加图表用于数据可视化等等。
通过合理的界面设计,可以提高用户的使用体验。
3. 编写程序逻辑在LabVIEW的编程界面上,我们可以使用G语言进行程序逻辑的编写。
通过将拖拽的控件和函数进行连接和配置,实现数据的输入、处理和输出。
例如,我们可以使用while循环来不断读取传感器数据,使用条件语句来实现控制逻辑等等。
第1期(总第224期) 2021年2月机 械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&AUTOMATIONNo1Feb文章编号=1672-6413(2021)01-0158-03基于LabVIEW的伺服电机测控系统设计櫜张日红,朱立学,杨松夏(仲恺农业工程学院机电工程学院,广东广州510225)摘要:伺服运动控制以其精准稳定的定位控制优势在工业机器人、机床自动化等方面得到了广泛应用。
在LabVIEW图形化编程开发环境下,通过调用研华PCI1245运动控制卡中的运动控制函数对4台交流伺服台达电机进行了单独运行和联动运行的定位控制程序开发,该程序还可以实时动态地监控伺服电机的状态参数。
通过在实验室环境下的调试运行,验证了控制程序的有效性。
关键词:伺服电机;LabVIEW;测控系统中图分类号:TP273文献标识码:A0引言由于伺服电机的精度高、高速性能好、适应性强以及运行稳定等优点,因而得到众多科研人员的青睐。
在机械运动控制研究领域中,伺服驱动控制是一个非常重要的研究课题,也是一个非常综合性的研究课题,其普遍应用于自动化CNC数控设备、自动化仪表车床、纺织业以及生产加工与制造进程控制系统中,它关系到机械电子工程、自动化控制以及计算机技术等学科[3。
与此同时,随着电子计算机应用技术的高速发展,使得虚拟仪器也逐渐得到学术界和工业界的认同及推广。
伴随着运动控制卡等一系列硬件的开发,在众多领域的研究、制造和开发中,LabVIEW虚拟仪器测控程序得到了非常广泛的应用,通过LabVIEW编程语言调用运动控制卡的内置函数对系统进行高精度的控制是全新的控制方案。
运用LabVIEW编程语言进行由运动控制卡、伺服电机及其驱动器所组成的单轴或多轴伺服控制系统开发具备系统调试方便、稳定性高等优点[5。
1伺服电机控制系统的硬件配置图1为单个伺服电机控制的硬件接线示意图。
硬件系统由ECMA-C20602SS伺服电机、ASD-B2-0221-B 伺服驱动器、PCI1245运动控制卡、ADAM-3952接线端子板、24V直流电源和电脑等组成[]。
LabVIEW中的自动化控制与调节LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一款基于图形化编程语言的开发环境,广泛应用于自动化控制和调节领域。
本文将介绍LabVIEW在自动化控制与调节方面的应用和优势。
一、LabVIEW简介LabVIEW是一种先进的可视化编程工具,具有易学、易用、灵活等优点。
它可以用于各种领域的自动化控制和调节应用,包括工业控制、仪器仪表、机器人控制等。
LabVIEW的核心是图形化编程语言G语言,用户可以通过将各种函数、算法和控制器拖放到界面上进行编程。
二、LabVIEW在自动化控制中的应用1. 数据采集与监测LabVIEW提供了丰富的数据采集与监测工具,可以实时采集和监测各种传感器数据,如温度、压力、湿度等。
通过LabVIEW的图形化编程界面,用户可以方便地配置和控制数据采集器,并实时显示和记录数据。
2. 自动化控制系统LabVIEW可以用于设计和开发各种自动化控制系统,如温控系统、流程控制系统等。
用户可以通过编写自定义的控制算法,实现对系统的精确控制。
LabVIEW还提供了丰富的控制器模块,如PID控制器、模糊控制器等,方便用户快速搭建控制系统。
3. 实时监控与报警LabVIEW可以实时监控系统状态并进行报警处理。
用户可以通过设定阈值条件,当系统状态超出预设范围时,LabVIEW会自动触发报警机制,并发送报警信息。
这对于保证系统的安全运行具有重要意义。
三、LabVIEW在调节中的应用1. 传感器校准LabVIEW提供了丰富的校准工具,可以对各种传感器进行校准。
用户可以通过LabVIEW的图形化编程界面,实现自动的传感器校准过程。
通过校准,可以提高传感器的精度和稳定性。
2. 信号处理与滤波LabVIEW内置了各种信号处理和滤波函数,可以对采集到的信号进行滤波和处理。
用户可以自定义信号处理算法,如滑动平均滤波、快速傅里叶变换等,以适应不同的应用需求。
使用LabVIEW进行控制系统设计实现稳定可靠的控制LabVIEW是一款功能强大的图形化编程环境和开发平台,广泛应用于控制系统的设计与实现。
本文将探讨如何利用LabVIEW来设计和实现稳定可靠的控制系统。
一、LabVIEW概述LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是由美国国家仪器公司(NI)开发的一种基于图形化编程的集成开发环境(IDE)。
通过可视化的图形化编程界面,用户可以快速构建控制系统、数据采集系统等。
LabVIEW具有丰富的功能模块和工具库,可以实现从基本的控制算法到复杂的控制策略的设计与开发。
二、LabVIEW的特点1. 简便易学:LabVIEW采用基于图形化编程的开发方式,通过将编程语言转换为图形符号及线连接的方式来开发程序,大大降低了门槛,使得初学者也能轻松上手。
2. 功能丰富:LabVIEW拥有众多的工具箱和模块,包括控制、信号处理、通信等方面,能够覆盖各种控制需求。
3. 可视化编程:通过图形化界面,可以清晰直观地查看和编辑程序,方便调试和修改。
4. 开放性与兼容性:LabVIEW可以与其他各类硬件和软件进行良好的兼容,方便与外界设备进行数据交互。
5. 稳定可靠:LabVIEW基于底层稳定的数据采集和处理技术,保证了控制系统的稳定性和可靠性。
三、LabVIEW在控制系统设计中的应用1. 设计控制算法:LabVIEW提供了丰富的控制算法模块,可以通过简单拖拽设置参数,快速搭建并调试控制算法。
2. 数据采集与处理:LabVIEW支持多种类型的数据采集设备,通过与传感器、执行器等的连接,可以实时获取系统的输入和输出数据,并进行处理和分析。
3. 控制系统模拟与验证:利用LabVIEW的仿真工具,可以在计算机上进行控制系统的仿真与验证,有效降低实际应用中的试错成本。
4. 通信与联网:LabVIEW支持多种通信协议和接口,可以实现与其他设备的数据交互和协同控制,实现多机互联。
labview的工程应用案例LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种图形化编程环境,适用于各种工程领域的应用。
它提供了一种易于使用的方式来设计、测试和控制各种实验室设备和工业自动化系统。
以下是10个使用LabVIEW的工程应用案例。
1. 温度控制系统:LabVIEW可以用于设计和实现温度控制系统,例如温室温度控制系统。
通过使用传感器测量温度,并根据设定的温度范围调节加热器或冷却器的输出,LabVIEW可以实现自动温度控制。
2. 智能家居系统:LabVIEW可以与各种智能家居设备进行集成,例如灯光控制、门锁控制、温度监测等。
通过使用LabVIEW编程,可以实现智能家居系统的自动化控制和监测。
3. 医疗设备控制:LabVIEW可用于设计和控制各种医疗设备,例如心电图机、血压监测仪等。
通过使用LabVIEW的实时控制和数据处理功能,可以实现医疗设备的准确控制和数据分析。
4. 机器人控制:LabVIEW可以与机器人系统集成,用于控制和监测机器人的运动和传感器数据。
通过使用LabVIEW的图形化编程环境,可以轻松地设计和调试机器人控制程序。
5. 数据采集和分析:LabVIEW可以用于采集和分析各种传感器和仪器的数据。
通过使用LabVIEW的数据采集和信号处理功能,可以实现实时数据的可视化和分析。
6. 汽车测试系统:LabVIEW可用于设计和实现汽车测试系统,例如发动机性能测试、车辆动力学测试等。
通过使用LabVIEW的控制和数据采集功能,可以实现汽车性能的准确测试和分析。
7. 电力系统监测:LabVIEW可以用于监测和控制电力系统的各个方面,例如电压、电流、功率等。
通过使用LabVIEW的实时控制和数据处理功能,可以实现电力系统的稳定性监测和故障诊断。
8. 水处理系统:LabVIEW可用于设计和控制各种水处理系统,例如水质监测和净化系统。
一. 基于LABView的运动控制软件开发的流程LABView是一款应用十分广泛的软件,应用它可以完成许多功能,例如:数值分析、信号处理和设备驱动等。
因此在它的基础上,进行运动控制软件的开发具有十分重要的意义。
通过本实验,我认为基于LABView的开发流程是:确定控制任务→确定控制方法→选择硬件→连接硬件→编制程序框图→调试验证二. 本次试验中所设计的虚拟界面所完成的软件功能本次试验中,我所编制的的程序框图中,采用了while循环。
在while循环中,多次应用了条件结构,层叠式顺序结构,完成程序的大体结构。
调用MPC07的函数,完成具体的控制。
在前面板中,应用了“数值输入控件”,完成在控制过程中数据的输入,应用了“开关按钮”,达到在调试过程中的控制。
总之,虚拟界面完成了调用条件结构,层叠式顺序结构,调用MPC07的函数,对轴的选择,检测,初始化,以及速度的设定,控件的应用。
三. 在LABView的平台上调用MPC07运动控制卡的函数的开发步骤(1)首先必须了解MPC07所提供的函数,其中他提供的库函数德单位和返回值如下:单位●位移(或距离)的单位为P(Pulse),即脉冲数;●速度的单位是PPS(Pulse/sec),即脉冲/秒;●加速度和减速度的单位是PPSS(Pulse/sec2),即脉冲/秒2。
函数返回值运动库中的大多数函数是整型函数,它们的返回意义如下:0 函数执行正确;-1 函数执行错误。
(2)本次试验中主要用到了:int auto_set(void) /自动检测和自动设置控制卡/int init_board(void)/对控制卡硬件和软件初始化/set_conspeed /用来设置一个轴在常速运动时的速度/con_pmove /一个轴以常速做点位运动/con_vmove /一轴以常速连续运动/(3)通过对这些函数的调用,完成了本次试验的一维运动控制。
因此,在在LABView的平台上调用MPC07运动控制卡的函数的开发步骤是:1.了解MPC07所提供的函数。
LabVIEW在工业机器人控制中的应用实现高精度的工业自动化LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 是一种基于图形化编程环境的软件平台,通过它可以实现工业机器人控制中的高精度自动化。
本文将介绍LabVIEW在工业机器人控制中的应用,并阐述其实现高精度自动化的方法和优势。
一、LabVIEW在工业机器人控制中的基本原理工业机器人是一种可编程多轴自动操作系统,LabVIEW可以作为其控制平台。
LabVIEW的图形化编程环境使得实现工业机器人控制变得简单,用户只需拖拽和连接各种功能模块,就能实现复杂的自动化任务。
二、LabVIEW实现高精度自动化的方法1. 基于传感器的反馈控制LabVIEW可以通过各种传感器(如力传感器、视觉传感器等)获取机器人执行任务时的反馈信息,根据反馈信息进行实时控制,从而实现高精度自动化。
例如,通过视觉传感器获取目标位置的信息,然后利用PID控制算法控制机器人准确地移动到目标位置。
2. 算法优化和优化工具LabVIEW提供了一系列优化工具和算法模块,用于提高机器人控制系统的精度和效率。
例如,可以使用LabVIEW中的机器学习算法进行路径规划,优化机器人的运动轨迹,减少运动误差。
此外,LabVIEW还提供了高级数学函数和优化算法来改进机器人的控制性能。
3. 并行运算和分布式控制LabVIEW支持并行运算和分布式控制,可以将控制任务划分为多个子任务,并行处理,提高系统的响应速度和处理能力。
通过使用多核处理器、分布式计算节点等技术,LabVIEW能够实现高效的实时控制和信息处理,从而实现高精度的工业自动化。
三、LabVIEW在工业自动化中的优势1. 简化开发流程LabVIEW的图形化编程环境使得工程师能够直观、快速地开发出控制系统,减少了编码的工作量和时间。
通过拖拽组件、连接信号流程,用户可以快速搭建出整体的控制架构。
利用LabVIEW进行过程控制和优化LabVIEW是一款功能强大的图形化编程软件,广泛应用于控制系统、数据采集、仪器仪表等领域。
它具有直观易用的界面和丰富的功能模块,可以极大地简化软件开发过程,提高系统的可靠性和效率。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行过程控制和优化。
一、LabVIEW简介LabVIEW是National Instruments公司开发的一种用于科学仪器快速控制与数据采集的可视化编程环境。
它的核心特性是图形化编程,用户可以通过简单拖放的方式连接各种功能模块,形成一个完整的控制系统。
LabVIEW支持多线程编程、并行计算以及分布式系统等先进特性,能够满足各种复杂控制需求。
二、过程控制过程控制是通过实时监测和调整设备参数,使系统保持在期望状态的过程。
LabVIEW提供了丰富的控制模块,可以方便地实现各种控制策略。
比如,可以使用PID控制器来实现闭环控制,根据当前状态与期望值的差距进行自动调整。
此外,LabVIEW还支持模糊控制、神经网络控制等先进的控制算法。
在LabVIEW中,我们可以将控制系统的各个组成部分建模为不同的模块,将输入输出信号与计算逻辑分离开来,使得系统结构更加清晰。
通过编写适当的代码,我们可以实时监测系统状态,并根据预设的控制算法进行反馈调整。
这样可以大大提高系统的鲁棒性和可靠性。
三、过程优化过程优化是指通过调整控制参数或采用更优的控制策略,使系统达到更好的性能指标。
LabVIEW提供了各种优化工具和算法,可用于处理复杂的优化问题。
比如,可以使用遗传算法、模拟退火等全局搜索算法来寻找最优参数组合;也可以使用梯度下降、牛顿法等局部搜索算法来优化控制策略。
在LabVIEW中,我们可以将优化过程建模为一个黑盒子,输入是待优化的参数,输出是性能指标。
利用LabVIEW提供的优化工具,我们可以自动地搜索最优解,而无需手动尝试不同的参数组合。
这大大减轻了优化的工作量,并且保证了结果的准确性和稳定性。
LabVIEW在电机控制系统中的应用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一款功能强大的图形化编程语言和开发环境,广泛应用于电机控制系统中。
本文将讨论LabVIEW在电机控制系统中的应用,并探讨其在提高系统性能、简化开发过程以及提供灵活性方面的优势。
一、LabVIEW简介LabVIEW是一种基于图形化编程的开发环境,具有直观、可视化的特点。
通过拖拽和连接图标表示不同功能模块,使得开发者能够快速搭建复杂的电机控制系统,并实时监测和控制系统的运行状态。
二、LabVIEW在电机控制系统中的功能1. 软件与硬件集成LabVIEW支持与各种硬件设备的集成,如传感器、执行器和现场总线系统。
通过使用LabVIEW提供的硬件驱动程序和各种接口,可以方便地与电机控制系统进行通信和数据交换。
2. 实时数据采集与监测LabVIEW具有高效的数据采集功能,能够实时获取电机控制系统的各种参数,如转速、温度和电流等。
开发者可以通过可视化界面实时监测这些参数,以便及时调整控制策略并确保系统正常运行。
3. 自定义算法设计与优化LabVIEW提供了强大的信号处理和算法优化功能,使开发者能够轻松设计和调试自定义的控制算法。
通过使用LabVIEW提供的丰富算法库和图形化编程方式,开发者可以快速实现PID控制、模糊控制等高级控制算法,提高系统的控制精度和稳定性。
4. 灵活的用户界面设计LabVIEW的图形化编程方式使得用户界面的设计变得非常灵活。
开发者可以根据自己的需求自由设计和定制用户界面,以实现交互式的控制和监控。
这种灵活性使得操作人员可以直观地了解电机控制系统的状态,并进行必要的调整和反馈。
5. 并行处理与多任务管理LabVIEW支持多线程和并行处理,能够同时执行多个任务,提高系统的实时性和效率。
开发者可以将控制算法和数据采集任务分布在多个线程上,并通过LabVIEW的并行编程模式实现数据的快速处理和交互。
LabVIEW在仪器仪表控制中的应用案例分析LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一款强大的图形化编程环境,特别适用于仪器仪表控制和数据采集。
本文将通过实际案例,深入分析LabVIEW在仪器仪表控制中的应用。
案例一:温湿度监测系统在一个实验室环境中,准确地监测温湿度是非常重要的。
为了实现对温湿度的实时监测和控制,我们选择了一款温湿度传感器和一台LabVIEW编程的计算机。
首先,我们将温湿度传感器与计算机连接,通过LabVIEW提供的数据采集模块,读取传感器发送的温湿度数据。
然后,我们使用LabVIEW的图形化编程界面,设计了一个监测界面,可以实时显示当前的温湿度数值。
除了实时监测,我们还希望能够设定温湿度阈值,并且当温湿度超过阈值时,系统能够自动触发报警。
通过LabVIEW提供的逻辑控制模块,我们可以轻松地实现这一功能。
当监测到温湿度超过设定的阈值时,LabVIEW会发送报警信号,并通过界面显示相应的警告信息。
此外,为了方便后续的数据分析,我们使用LabVIEW的数据存储模块,将温湿度数据保存到本地文件中。
这样,我们可以随时查看历史数据,并进行进一步的分析和研究。
综上所述,通过使用LabVIEW,我们成功地搭建了一个温湿度监测系统,实现了温湿度的实时监测、阈值设定、报警功能以及数据存储。
LabVIEW的图形化编程环境和丰富的功能模块,极大地简化了仪器仪表控制的开发过程,提高了工作效率。
案例二:步进电机控制步进电机在实验室仪器中广泛应用于精确的位置控制。
为了控制步进电机的运动,我们使用LabVIEW配合一个步进电机驱动器进行控制。
首先,我们需要将电机驱动器与计算机连接,并通过LabVIEW提供的串口通信模块建立通信。
通过编程,我们可以向电机驱动器发送指令,控制电机的运动方式、速度和角度。
在LabVIEW的图形化编程环境中,我们可以设计一个控制界面,用于人机交互和操作。
运动控制卡在LabVIEW的应用
摘 要:介绍了一种在LabVIEW平台上使用普通运动控制卡实现快速开发多轴运动控制
程序的方法。该方法首先应用运动普通控制卡提供的函数库编译成通用动态链接库文件,
然后使用LabVIEW与外部代码进行连接的动态连接库机制调用这个文件,实现实时的运
动控制。实践证明,该方法不仅可以很好地发挥运动控制卡的性能,而且可以借助
LabVIEW强大的界面编辑功能,缩短程序开发周期,美化人机界面。
关键词:LabVIEW;运动控制卡;动态链接库
一、引言
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是美国
国家仪器公司(National Instruments)推出一种基于图形语言的开发环境,编程非常
方便,人机交互界面直观友好,用户可以创建独立的可执行文件,能够脱离开发环境而单
独运行,是目前最流行的虚拟仪器编程平台,广泛应用于测试测量、过程控制、实验室研
究与自动化等方面。
在运动控制方面,LabVIEW有专门的运动控制模块,并且NI公司为其所有的运动控
制卡配备相应的驱动程序,可以方便实现即插即用功能。如果用户所使用的板卡不是NI
公司的产品,又没有提供与LabVIEW兼容的驱动程序,就不能为LabVIEW所用。但是
LabVIEW能够通过调用Windows32动态连接库(Dynamic Link Library,简称DL
L)来编写与LabVIEW兼容的驱动程序,实现该运动控制卡在LabVIEW环境下二次开
发,不仅可以大大降低成本、缩短开发周期,而且可以使界面美观。
二、应用背景
笔者在参与某二自由度运动平台运动仿真项目的研制过程中,选用深圳众为兴数控技
术有限公司生产的ADT850型四轴运动控制卡,该型号的卡提供多种版本Windows下的
驱动程序和在BorlandC++3.1、VB和VC等多种环境下开发所需的函数库。虽然在这
些编程环境中很容易实现所需的运动控制,但是,如果要开发出一个美观的人机交互界
面,将会有很大一部分时间花在程序主界面的编写上。为此,我们利用LabVIEW强大的
界面编辑功能以及它能够调用Windows32动态连接库的特点,首先在VC编译环境中编
译出运动控制所需要的动态链接库文件,然后在LabVIEW环境中编写程序主界面,最后
在LabVIEW框图程序中调用动态链接库文件来编写所需的运动控制程序。其主要过程如
图1所示。
图1 DLL生成与LabVIEW调用
三、程序设计
LabVIEW具有强大的外部接口能力,可用的外部接口包括:DDE、CIN、DLL、MA
TLAB Script以及HiQ Script等,其中DLL是其常用的外部接口。
3.1 动态链接库(DLL)的编写
DLL是基于Windows程序设计的一个非常重要的组成部分。DLL的编制与具体的编
程语言及编译器无关,只要遵守DLL的开发规范和编程策略,并安排正确的调用接口,不
管用何种编程语言编制的DLL都具有通用性,这就给我们编写通用的DLL带来了很大的
方便。
针对LabVIEW调用DLL的特点和运动控制的复杂性,我们所编写的通用DLL中必
须包含多个可供调用的函数,这些函数都调用运动控制函数库中的一个或多个函数,DLL
中每个可供调用的函数都对应着某一具体任务,称其为功能函数。DLL中的功能函数主要
有:板卡初始化函数、运行条件初始化函数、两轴运行状态函数、两轴位置函数、脉冲发
送函数、两轴伸长计算函数、停止运行函数、归零函数以及板卡结束运行函数等,每个功
能函数一般都有自己独立的接口。
功能函数确定以后,在Visual C++6.0编译器中建立一个Win32 Dynamic-Link L
ibrary文件,添加上运动控制卡随带的运动控制函数库文件后,即可编译成我们所需要的
DLL文件。
3.2 动态链接库的调用
LabVIEW中动态链接库的调用是通过CLF(Call Library Function)节点实现的,
CLF节点位于LabVIEW功能模板中的Advanced子模板中。
在LabVIEW中调用DLL时,则应根据应用程序的需要,确定参数个数和参数类型及
调用规则,然后在LabVIEW中正确地配置DLL。首先从Advanced子模板中选择Call L
ibrary Function Node图标并将其拖放到Diagram面板中适当位置,然后右键单击它,
在弹出的菜单选项中选择Configer…弹出Call Library Function对话框。在此对话框
中,第一个参数Library Name or Path中填入需要调用的动态连接库文件的文件名和路
径;第二个参数Function Name是连接库中要调用的函数名称;第三个参数Calling Conv
entions是对DLL的调用规则,可选择C或stdcall,该项的选择应与用C++语言编写的
动态库的编译模式相一致。如果C++的调用方式为extern “C” declspec(dllexpor
t),那么Calling Conventions的选项为“C”,如果调用方式为extern declspec(dlle
xport)stdcall,则Conventions的选项为默认值“stdcall”,否则发生不可预见的错误
而退出程序。接下来的Parameter和Type分别是参数名称和参数类型,表示函数返回
类型。左击Add a Parameter After按钮,又多出了Data Type和Pass两项,它们分
别是数据类型转换和参数传递方式,这是配置所调用函数形参所必须的选项。
3.3 程序实现
根据以上所编写的功能函数配置好CLF节点的参数个数及其数据类型后,也就设置好
了CLF节点的输入输出端口。每一个功能函数对应着相应功能的CLF节点,我们可是像
使用其它函数节点一样来应用这些CLF节点。针对某型二自由度运动平台运动控制的特殊
性,要求这两个自由度完全独立,互不相关,这就不能采用多轴插补函数进行脉冲输出控
制,只能是两轴分别控制。
整个LabVIEW框图程序的结构采用顺序结构(Sequence Structure),每一顺序
框都对应某项固定的任务。图2中三个顺序框是整个框图程序的前三框,从左到右其任务
分别是板卡初始化、板卡驱动成功与否和相关参数的初始化及其显示,相关参数初始化顺
序框中采用While循环模式等待输入,只有当参数设定完成并按下确定键后程序才能继续
往下运行。
图2 程序初始化阶段框图
图3所示是紧接在图2后面的顺序框,也是程序框图的第四个顺序框,这是整个框图
程序的主体部分。顺序框中嵌入一个While循环,While循环中又嵌入一个顺序结构,其
前一框的作用是运动模式选择及运动控制,这也是整个程序框图的核心部分,后一框的作
用是数据显示部分。
运动模式选择包括自由度的选择和自动与手动模式选择。自由度选择和运行模式选择
均采用选择结构(Case Structure),自由度的选择结构框内又嵌入了运行模式选择结构
框,即每个自由度的运动都有自动和手动两种方式。选择手动方式时,手动位移可以通过
拖动前面板上的手动进度条来确定,而选择自动方式时,其运行轨迹是一正弦曲线,这条
曲线的形状由所设定的幅度值、频率值和相角值来确定。另外,无论在哪一种模式下运
行,都可以通过调节前面板上速度系数进度条来调节两轴各自的运行速度。每个自由度的
运动控制部分都包括手动控制和自动控制两部分,且都可以按照一般编译器中的逻辑关系
和数据关系通过调用不同的CLF节点来实现。数据显示部分主要是实时显示两自由度的值
和对应轴的伸长值。
图3 程序核心部分框图
图4是整个框图程序的最后三个顺序框,其中,前一框的任务是得到停止指令后返回
两轴的当前位置,并立即发出返回零点位置的指令;中间一框中嵌入了一个While循环,
目的是循环检测并显示两轴的运行状态以及当前位置,一旦检测到所有轴已经回到零点位
置并已全部停止运行,就自动跳出While循环,开始执行最后一框程序,即执行板卡结束
运行函数。
图4 程序结束阶段框图
图5为程序的前面板,这是程序正常运行时的主控界面也是唯一的界面。在这个界面
上,可以进行自由度的选择、手动自动的选择、手动位移设定、自动运行模式下的正弦轨
迹曲线的设定、两轴运行速度的设定以及运行控制。另外,界面上的两个Grphy图还能实
时显示两自由度变化曲线和两轴运行轨迹曲线,板卡驱动状态和两轴运行状态的正常与否
以三个指示灯的形式显示出来。
图5 程序主界面
四、结束语
一般来讲,很多运动控制卡的二次开发多采用VC++、VB或C++ Builder等编译
软件编写,有时编写界面就占了程序编写工作的很大一部分,不利于提高效率。本文利用
LabVIEW界面开发简单以及LabVIEW可以调用动态链接库等功能,实现了在LabVIEW
平台下快速开发普通运动控制卡的运动控制程序。这种方法不仅可以采用价格相对较低的
普通运动控制卡,而且能避免繁琐的界面编程,缩短周期,提高效率,降低成本。本文所
引用的程序已在某二自由度运动平台控制系统上通过测试并已得到应用,运行平稳、准
确。
本文作者创新点:利用LabVIEW调用通用动态连接库的功能,采用新的方法来对普
通运动控制卡进行二次开发,这种新方法不仅可以缩短开发周期,而且可以降低成本。