基于LabVIEW功率谱设计.docx

基于LabVIEW的功率谱的设计摘 要LabVIEW是由美国国家仪器公司所开发的一种基于G语言的虚拟仪器软件开发工具。诞生于1986年，是一种图形化虚拟仪器编程语言。功率谱，主要用来测量马达、发动机、变压器、电机等功率转换装置的总效率和电机效率，目前被广泛用于混合动力电动电动车、汽车，太阳能发电，燃料电池和风力发电。本课题通过虚拟功率谱的设计，了解使用基于Labview进行虚拟仪器编程的方法与实现技术。主要实现方法是对同频率的正弦电压和正弦电流的有效值，相位差及其功率和瞬时功率进行测试和显示，实现对电压信号和电流信号的功率谱分析，对视在功率、有功功率、无功功率的测量。LabVIEW虚拟仪器可以克服传统仪器测量成本高、准确度低、扩展性差的缺点，具有良好的可操作性和可维护性。关键字：LabVIEW，虚拟仪器，功率谱目录1.LabVIEW概述11.1 LabVIEW与G语言11.2 虚拟仪器的基本概念11.3 LabVIEW软件的特点21.4 Labview中的基本概念21.4.1 VI的概念21.4.2框图程序32. LabVIEW功率谱基础32.1 虚拟功率谱参数及基本结构32.2 LabVIEW中功率谱功能函数42.2.1 正弦信号发生器42.2.2 幅值和电平测量52.2.3 功率谱52.2.4 公式节点62.3 LabVIEW功率谱设计步骤72.3.1整体的设计框架72.3.2设计总方案73. LabVIEW功率谱功能实现83.1 各部分电路功能83.2 程序设计93.3 程序运行结果10总结11致谢12参考文献131.LabVIEW概述1.1 LabVIEW与G语言LabVIEW[1]（Laboratory Virtual Instrument Engineering）,即实验室虚拟仪器集成环境，是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。和Perl、Visual C++、Delphi、Visual Basic等文本型程序代码的程序语言不一样的是，LabVIEW是一种利用图形化的结构框图构建程序代码的语言，所以，运用这种图形化的语言编程时，基本不用写文本行程序代码，取代的是使用连线、图标构成的流程图表。LabVIEW是一种面向最终用户的编程平台，它不必去记忆那眼花缭乱的文本式程序代码，提供了实现数据采集系统和仪器编程的便捷方法。使用它进行测试、原理设计、研究并且实现仪器系统的功能时，因而可以促进提高工作效率。LabVIEW是一个图形编程虚拟仪器系统开发环境，它集中了图形化编程方式的灵活性与高性能以及数据采集、控制、数据分析、数据表示等功能，能为数据显示、测量分析、数据采集和仪器控制等各种实际应用提供因要的开发平台，所以，LabVIEW环境可以缩短应用程序开发时间和项目成本帮助程序员们促进工作效率。当我们厌烦于对于文本模式编程语言，陷入数组、函数、表达式、指针以及对象、继承、封装等枯燥的概念和代码中时，我们急切的需求一种层次清晰、简单易用、代码直观而且功能强大的编程方法，G语言就是一种这样的新颖的编程，而LabVIEW则是G语言的新颖的编程方法的代表。LabVIEW基于G语言的基本特征——用软件模块和流程方框图产生块状程序，编程就像是设计电路图一样[2]。1.2 虚拟仪器的基本概念虚拟仪器(Visual Instrument)是一种基于计算机的仪器，计算机和仪器有两种结合方式。一是计算机装入仪器：最典型的是智能化的仪器，这类仪器随着计算机功能的强大和体积的缩小，目前已出现嵌入式系统的仪器。二是仪器装入计算机：虚拟仪器主要是指这种方式，它是以计算机硬件以及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器利用计算机显示器（CRT）的显示功能模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果；利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算，分析，处理，由I/O接口设备完成信号的采集，测量与调理，从而完成各种调试功能的一种计算机仪器系统。虚拟仪器中硬件仅仅是解决信号的输入/输出的方法和软件赖以生存，运行的物理环境，软件才是整个仪器的核心构件。它由计算机，模块化功能硬件和应用软件三大部分组成。目前已有多种虚拟仪器的软件开发工具，一是文本式编程语言：如C,Visual C++，Visual Basic，Labwindows/CVI等。二是图形化编程语言：本文介绍的NI公司的Labview,HP公司的VEE,Capital Equipment公司的Testpoint2.0和HEM公司的Snap-Master等。1.3 LabVIEW软件的特点Labview运用图形化的编程方式，设计者无需写任何文本格式的代码，是真正的工程师的语言；提供了丰富的数据采集，分析及存储的库函数；既提供了传统的程序调试手段，如设置断点，单步运行，同时提供有独到的高