虚拟仪器大作业

学号 1607080221天津城建大学虚拟仪器大作业微积分运算学生姓名韩徐专业名称电子信息科学与技术计算机与信息工程学院2019 年 5 月 16日本学期我们开设了虚拟仪器选修课程，课上老师讲解了虚拟仪器的起源、发展、应用以及LabVIEW软件的使用。

虚拟仪器是以计算机为核心的，是仪器系统与计算机软件技术的紧密结合。

这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，就是所谓的智能仪器，随着计算机功能的日益增大以及体积的日益缩小，这类仪器的功能也越来越强大，目前已经出现嵌入式系统的仪器。

另一种方式是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件以及操作系统为依托，实现各种仪器功能。

虚拟仪器主要是指第二种方式。

虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体，从而把计算机强大的计算功能和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、储存及分析处理。

LabVIEW是一个软件开发环境，它是一种不同于常规文本式编程语言的图形化编程工具，它被公认是标准的数据采集和仪器控制软件。

熟练地掌握这个软件的使用可以为以后的工作提供很大的便利，为了熟悉这个软件的使用，巩固课上所学知识，我们尝试使用这个软件编写一个简单的程序，实现一些功能，我参考了相关的资料，使用LabVIEW编写了一个计算微积分的程序，在前面板界面输入信号（本程序以方波信号为主）的一些参数，然后程序就可以对指定的信号进行微分和积分的计算。

首先在我的电脑上安装LabVIEW软件，我使用的是2013版本的LabVIEW。

安装完成以后，打开软件，新建一个vi，这时候会出现两个面板：前面板和程序框图面板，然后根据参考书的介绍进行编程，具体操作如下：1、在前面板上拖放相应的控件，本程序需要波形图显示控件1个、数值输入控件5个、字符串输入控件1个、停止按钮1个。

这些东西在查看-控件选板下找到。

2、拖放好这些控件以后在程序框图界面可以看到这些控件，在程序框图界面把这些控件摆放整齐，并添加一些新的函数控件，包括方波发生器1个、除法运算符1个、倒数运算符1个、数值常量1个、数组1个、捆绑簇1个、条件结构框1个、while循环结构1个、积分/微分运算符各1个。

虚拟仪器作业报告题目一及要求水仙花编程求1000以内的所有水仙花数,"水仙花数"指一个三位数,它的各位数字的立方和等于她本身.例如:371=3*3*3+7*7*7+1*1*1程序前面板程序框图原理由于是一到1000的的数我们用一个for循环执行1000次，用i表示0到1000的数。

首先用取余的方法得到个位、十位、百位然后计算是否满足水仙花数的要求。

如果满足要求就将这个数插入到数组中，否则进行下一次循环。

执行1000次就将0-1000以内的数进行了判断。

题目二级要求信号测量与保存有一个测量程序，采集两路信号，每1s采集一次，要求每采集一次，就将采集结果写入文本文件尾部，即使重新运行程序，仍能保证数据添加到文件尾部，而不会覆盖原有数据。

格式为a保留4位小数，b为整数，如下图所示。

程序前面板程序框图程序原理及思路首先用打开/创建/替换文件VI打开文件，然后通过设置文件位置设置写入文件位置为END（结尾），最后通过格式化写入文件将文件设置为a=（随机数a），b=（随机数b），换行的格式输入。

输入字符串的类型为%s（字符型）、%.4f（四位有效数字的float型）、%s、%s、%d（整型）、%s、%s。

题目三及要求电梯某栋楼房共有8层，需要安装一部电梯，其终端控制过程如下描述。

(1)每个楼层都设置了两个按钮，供当前层的用户选择上楼或下楼（顶层和底层仅设置一个按钮）。

(2)以某个处于3楼的用户为例，假定他按了“上”的按钮，如果电梯处于下降状态并且最后状态小于3层，或者处于上升状态且当前位置已经大于3，则不予理睬，直至完成当前传输后再响应；否则电梯运行到3层，并处于上升状态，如果该用户进入后没有按需要到达的楼层则电梯处于等待状态，一定时间后超时则开始响应其他动作。

如果该用户按下的目的地小于3层，则不响应。

试利用LabVIEW设计并模拟以上单部电梯的运行过程。

程序前面板程序框图A:下降程序框图B：停止程序框图C：上升程序框图D：初始化程序框图程序原理及思路此程序采用状态机的典型结构，总共设置为四个状态，分别是初始化、停止、上升、下降。

实验一创建和调用子VI一.实验目的：练习创建一个子VI并学会如何在别的VI中调用。

创建一个子VI，子VI功能：输入3个参数后，求其和，再开方。

编一个VI调用上述子VI。

二.实验内容及步骤:建立一个VI，用来求三个参数和的平方。

步骤如下：１．选择File»New，打开一个新的前面板窗口。

２．从Controls»Numeric中选择三个Numeric Control放到前面板中。

３．在标签文本框中分别输入“a、b、c”。

４．从Controls»Numeric中选择一个Numeric indication放到前面板中。

可得到如下的前面板图。

5.从Windows»Show Diagram打开流程图窗口。

从功能模板中选择对象，将它们放到流程图上组成下图：该流程图中新增的对象有一个复合运算器、一个开方器组成。

6．选择File»Save, 保存该VI为 LabVIEW\Activity 目录中的Vol.vi。

在前面板中，单击Run（运行）按钮，运行该 VI。

7．选择File»Close，关闭该 VI。

另外创建一个VI，实现对上一个VI的调用。

１．打开LabVIEW\Activity目录中的Vol .vi。

２．在前面板中，用鼠标右键单击窗口右上角的图标，在快捷菜单中选择Edit Icon….。

３．删除默认图标。

使用Select Tool（矩形框），单击并拖动想要删除的部分，按下<Delete>。

４．用Pencil Tool（铅笔工具）绘制一个图标。

5．单击OK，关闭编辑器。

新创建的图标就显示在屏幕右上角的图标窗口中。

6．用鼠标右键单击前面板中的图标窗口，在快捷菜单中选择Show Connector，设置联接器端子连接模式。

将输入输出对象与连接器端口连接上。

7．选择File»Save，保存该 VI。

8. 新建一个VI，前面板与上一个VI相同，在后面板中，选择function>>select a VI，选择建好的子VI－Vol.vi，连接好，程序框图如下：三．实验结果：实验二变量、数组与簇一．实验目的1、熟练掌握本地变量的使用方法及特点；2、掌握数组的创建方法及常用节点的用法；3、掌握簇的创建方法以及簇节点的使用。

实验一储液罐状态监控系统设计一、实验目的通过该系统设计，初步了解LabVIEW虚拟仪器设计软件的前面板、程序框图及各个选项板的功能。

二、实验内容设计储液罐状态监控仿真系统，要求如下1、监测一个储液罐的实际液位、温度、进口压力、出口压力2、用曲线图显示被测量液位随时间的变化情况3、液位超标时用指示器报警4、手动和自动两种方式调节储液罐的液位高度5、用调节步长按钮决定自动调节的快慢程度6、设计储液罐状态监控系统前面板三、实验步骤1、前面板设计整个贮液罐监控系统前面板需要的控件有：停止键、手自动切换、液位超标指示灯、步长调节旋钮、高度设定、实际高度显示、进出口压力显示、温度显示和实际液位高度波形图。

停止键、手自动切换、液位超标在新式布尔量控件中进行选择，步长调节旋钮在数值控件中选择旋钮、压力表在数值中选择量表控件，设定高度、实际高度、温度在数值控件中分别选择垂直指针滑动杆垂直填充滑动杆和温度计，液位高度波形图选择波形图表。

2、程序框图设计程序采用While循环结构，结束用停止布尔按钮结束，除设定高度和调节步长是手动设置外，其他输入如压力和温度的设定均采用编程—数值—随机数的方式给定，手自动切换布尔量连接比较选项中的选择节点，用于切换手自动，液位超标将实际高度和超标高度比较，输出一布尔量。

四、实验结果五、思考题1、将整个VI设计成一个子VI。

在另一个VI中调用。

在前面板右上角，编辑连线板，对VI的输入和输出对应控件进行编辑，然后保存，即可生成VI，可在其他VI中调用，在其他VI中的调用图如下：实验二分组数据的练习一、实验目的通过该实验，熟悉LabVIEW中常用的分组数据：数组、簇及波形的使用。

二、实验内容习题4-3到4-11。

三、实验步骤4-3.4.5 前面板只有三个数组的显示控件，分别为原数组显示、原数组大小显示和转置后的数组显示,程序框图中建立一二维数组常量，将要显示的数组填入，并添加一二维显示控件，在数组中分别选择数组大小和二维数组转置节点，其后分别连接显示控件。