labview与matlab混合的编程.doc

LabVIEW与MATLAB混合的编程 结合实例详细介绍了LabVIEW通过ActvieX自动化技术与MATLAB进行混合编程,达到了利用MATLAB优化算法库的目的。将LabVIEW与MATLAB有机结合,是一条开发智能虚拟仪器的有效途径。 关键词:LabVIEW语言 MATLAB ActiveX自动化 虚拟仪器 LabVIEW建立在易于使用的图形数据流编程语言——G语言上,大大简化了过程控制和测试软件的开发。MATLAB以其强大的科学计算功能、大量稳定可靠的算法库,已在为数学计算工具方面事实上的标准。但才者各有欠缺,利用混合编程可以相互补充。 MATLAB是MathWorks公司开发的“演算纸”式的程序设计语言。它提供了强大的矩阵运算和图形处理功能,编程效率高,几乎在所有的工程计算领域都提供了准确、高效的工具箱。但MATLAB也有不足之处,例如界面开发能力较差,并且数据输入、网络通信、硬件控制等方面都比较繁琐。 美国NI公司推出的LabVIEW语言是一种非常优秀的面向对象的图形化编程语言。LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的简称,是一个开放型的开发环境,使用图标代替文本代码创建应用程序,拥有大量与其它应用程序通信的VI库。例如LabVIEW使用自动化ActiveX、DDE和SQL,可与其它Windows应用程序集成;使用DataSocket技术、Web Server、TCP/IP和UDP网络Vis,与远程应用程序通信。在对硬件的支持方面,LabVIEW集成了与GPIB、VXI、PXI、RS-232/485、PLC和插入式数字采集设备等进行数据通信的全部功能。在LabVIEW下开发的程序称为虚拟仪器VI(Virtual Instrument),因为其外形和操作可以模拟实际的仪器。在对各种算法的支持方面,LabVIEW的工具箱非常有限,这就限制了大型应用程序的快速开发。 鉴于LabVIEW和MATLAB的优点,本文介绍了通过ActiveX技术,在LabVIEW(Ver6.1)中调用和操作MATLAB(Ver6.5)的方法,实现LabVIEW和MATLAB的混合编程,充分发挥两者的优势。 图1 1 基本原理 ActiveX自动化是基于组件对象模型COM(Component Object Model)的技术,允许应用程序或组件控制另一个应用程序或组件的运行,它包括自动化服务器和自动化控制器。MATLAB支持ActiveX自动化技术。通过使用MATLAB自动化服务器功能,可以在其它应用程序中执行MATLAB命令,并与MATLAB的工作空间进行数据交换。因此可以借助这一特性,把LabVIEW与MATLAB结合,充分利用MATLAB提供的大量高效可靠的算法和LabVIEW的图形化编程能力,混合开发出功能强大的应用软件。 2 应用举例 在混合编程中,通常用LabVIEW设计用户图形界面,负责数据采集和网络通信;MATLAB在后台提供大型算法供LabVIEW调用。 2.1 方法一:使用MATLAB Script节点 为了简化调用过程,LabVIEW提供了MATLAB Script节点。LabVIEW使用ActiveX技术执行该节点,启动一个MATLAB进程。这样用户就可以很方便地在自己的LabVIEW应用程序中使用MATLAB,包括执行MATLAB命令、使用功能丰富的各种工具箱,如神经网络工具箱(Neural Network Toolbox)、优化工具箱(Optimization Toolbox)。值得注意的是:LabVIEWgn MATLAB之间的数据通信仅支持Real、RealVector、RealMatrix、Complex、VectorComplex、Matrix六种格式的数据,且必须根据具体情况进行选择。 当开发涉及工业控制的应用程序时,常常由于控制参数的非线性变化,而无法建立合适的模型。由于此类问题,神经网络提供了一条有效的解决途径。 在LabVIEW开发环境下新建一个三层BP神经网络的VI程序,程序框图见图1。网络结构部分主要设置隐层(Hidelay)神经元的个数、传递函数(Transfer Function)以及网络训练算法(Algorithm)。经过样本数据(Training Data)训练过的网络,即可进行仿真测试了。MATLAB脚本程序可以在MATLAB环境下调试,再使用MATLAB Script节点导入MATLAB脚本;也可以直接在MATLAB Script节点中编写。位于Functiongt;gt;Mathematicsgt;gt;Formula模板中的MATLAB Script节点可以导入MATLA