Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование средств идентификационных измерений сигналов. Практикум.pdf
Описание функций работы с массивами
Обозна-
Array Size
Возвращает количество элементов в массиве
Возвращает массив, построенный из элементов на входе.
Insert Into
Возвращает массив со вставленным на указанную позицию
Delete From
Возвращает массив с удаленным элементом. Удаляется как
Array Max
Возвращает максимальное и минимальное значения элемен-
Transpose
Выполняет операцию транспонирования над исходным мас-
Таблица 3.7
Название
Index Array
Build Array
Array
Array
& Min
2D Array
чение
Функция
Возвращает элемент массива по его индексу
Количество входов можно изменять
элементом
одиночный элемент, так и часть массива
тов массива и их индексы
сивом
Создание подприбора. Большинство языков программирования поз-
воляют реализовать концепцию модульного программирования. Не оста-
лась в стороне и среда разработки LabVIEW, в которой для этих целей
служат виртуальные подприборы.
Подприбор – это функционально законченный ВП, который может
применяться в структуре другого ВП. Для того чтобы ВП мог применяться
как подприбор, он должен иметь настроенную соединительную панель
(см. рис. 3.2). В первую очередь необходимо определить входные и выходные данные подприбора. Каждая линия входных или выходных данных должна начинаться или заканчиваться элементом управления или индикатором на лицевой панели соответственно. В зависимости от количества и направления (вход/выход) терминалов из палитры Шаблоны (Pat-
terns) выбирается шаблон соединительной панели (рис. 3.13). Палитра вы-
зывается выбором одноименного пункта контекстного меню соединительной панели.
41
Рис. 3.13. Палитра шаблонов соединительной панели
Далее элементы лицевой панели необходимо связать с соединитель-
ной панелью. Для этого нужно навести курсор на один из коннекторов со-
единительной панели (белых прямоугольников) и нажать левую кнопку
мыши. Коннектор соединительной панели подсветится. После этого нужно подвести курсор к требуемому элементу лицевой панели и нажать левую кнопку мыши еще раз. Цвет коннектора при этом изменится на цвет
типа данных подключенного элемента (рис. 3.14).
Рис. 3.14. Соединительная панель
с подключенными элементами
Также подприбор может иметь уникальную иконку – изображение
размером 32×32 пикселя. Каждому новому ВП устанавливается иконка по
умолчанию с порядковым номером (см. рис. 3.2). Для изменения стан-
дартной иконки нужно дважды щелкнуть по ней. В открывшемся окне
встроенного редактора можно корректировать имеющуюся или нарисо-
вать новую иконку [4, с. 32].
Методика выполнения работы
1. Запустить среду разработки LabVIEW. Создать новый виртуальный
прибор.
42
2. Для решения выражений из табл. 3.8:
( )
( )
2
2
2 22
−
− −− +x y x xy x y
( )
2
1 2 3,−+rr r
( )
21−
= −r xy
2
2 = +r x xy
22
3 =r xy
2.1. Из палитры Функции (Functions) > Программирование (Program-
ming) > Структуры (Structures) на блок-диаграмму поместить блок For-
mula Node.
2.2. Добавить входные и выходные переменные Formula Node. Для
этого щелчком правой кнопки мыши по границе структуры вызвать контекстное меню и выбрать в меню пункты Add Input и Add Output (см.
рис. 3.15). Каждой переменной присвоить имя, которое будет использоваться при вычислении выражения.
2.3. В поле Formula Node ввести код, описывающий вычисляемое вы-
ражение в соответствии с синтаксисом структуры. Длинные выражения
допускается разбивать на части. Например, выражение
(3.1)
можно записать в виде:
где
,
,
. При этом синтаксис Formula
Node позволяет создавать внутренние переменные для промежуточных
вычислений, такие как r1, r2, r3 (см. рис. 3.15).
Рис. 3.15. Создание входных и выходных переменных Formula Node
43
2.4. К каждой входной и выходной переменной подключить элемент
управления и элемент отображения соответственно. Для этого, щелкнув
правой кнопкой мыши на значке переменной Formula Node, выберите
в контекстном меню Создать (Create) > Элемент управления (Control) или
Создать (Create) > Элемент отображения (Indicator) (рис. 3.16).
Рис. 3.16. Создание элементов управления и отображения
Для уменьшения размеров значка (как на рис. 3.18) щелкнуть по нему
правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню снять галочку
с пункта View As Icon.
2.5. Ввести в поля элементов управления исходные данные из таблицы 3.8. После нажатия кнопки Запуск (Run) в инструментальной панели
(см. табл. 3.1) элемент отображения выведет результат вычисления (рис. 3.17).
Рис. 3.17. Элементы управления и отображения
на лицевой панели
44
Если пиктограмма кнопки Запуск (Run) говорит о наличии ошибок,
требуется проверить правильность соединения всех блоков и соответствие
кода Formula Node синтаксису.
3. Для решения выражений из табл. 3.9:
3.1. Из палитры Функции (Functions) > Программирование (Program-
ming) > Числовые (Numeric) на блок-диаграмму поместить блоки элемен-
тарных математических функций.
3.2. На лицевую панель из палитры Элементы управления и отображения (Controls) > Числовые (Numeric) поместить блоки Числовых элементов управления (Numeric Control) (блоки x и y на рис. 3.18) и Числовых
элементов отображения (Numeric Indicator) (блоки r1, r2, r3 и out
на рис. 3.18).
Рис. 3.18. Графический код, описывающий вычисление выражения (3.1)
3.3. Расположить блоки, соблюдая последовательность вычисления
математических функций, и соединить их линиями связи.
В данном примере выражение вычисляется по частям. Для этого используется блок локальной переменной (Local Variable), который
можно найти в палитре Функции (Functions) > Программирование (Pro-
gramming) > Структуры (Structures). При щелчке левой кнопки мыши по
его значку вызывается список элементов управления, к которым может
быть привязана локальная переменная (рис. 3.19).
45
Исходные
( )
2
2
2
4
2 22 4
4x y xy
xx
y x x xy x y y
−
+−
−
−− −
222
11 11
: :1
2
bca
abc abc bc
+−
+++
++
a = 28
Рис. 3.19. Список элементов управления
При щелчке правой кнопки мыши по значку локальной переменной
вызывается контекстное меню, в котором пункты Change To Read
и Change To Write устанавливают состояние переменной Только чтение
или Только запись соответственно.
Локальные переменные позволяют передавать значения элемента
управления в разные части графического кода без использования линий
связи, загромождающих его.
3.4. Ввести в поля элементов управления исходные данные из табл. 3.9.
После нажатия кнопки Запуск (Run) элемент отображения выведет результат
вычисления (см. рис. 3.17).
Если пиктограмма кнопки Запуск (Run) говорит о наличии ошибок,
следует проверить правильность соединения блоков.
Таблица 3.8
Функции для решения c помощью инструмента Formula Node
№ варианта Формула
данные
1
2
x = 52
y = 11
b = 95
46
c = 24
№ варианта Формула
Исходные
( )
2
2
32 1
4
1 11
::
1
x y xy
xx
y x y y x yx
−
−+
+ −+
+
0,25
3
42
32 1
:
2 2 25 4
y
xyxyxy xy
−−
−+− −
42
2
3
11 2 2 2
2 :1
31 3 1
x xx
xx x
xx
− ++
+ − +−
++
( )
3
2
2
2
43
6 5 1 :3 2
12
a
bb a
ab
+
+ −+ − +
++
( )
3
2
2
2
2 63 2
2 4 :2 1
1
1
yx x
yx x
x
x
−+
− − + ++
−
−
23
2 1 3 12
24 :
1 25 1 2
bc b c a
bc
b c bab
− −+ −−
+− +
−− − −−
a = 23
( )
( )
( )
3
1
22
2
1
1
1
2
1
xy
yx
xy
yx
−
−
−+
++
−
−−
2 0,5
2
3
2:
yx y
xy
x yx xy
+− −
+−
2
22
99ab
ab
ba
−+
− ++
( )
(
)
2
22
22
55
51 51aa
aa
+ +− − −
3
4
Окончание табл. 3.8
данные
x = 3
y = 86
x = 39
y = 60
5
6
7
8
9
10
x = 22
a = 88
b = 72
x = 75
y = 11
b = 56
c = 26
x = 82
y = 70
x = 41
y = 56
a = 37
11
12
47
b = 62
a = 96
Функции для решения с помощью стандартных функций
Исходные
22
21
36 24
n
nn nn
+
−+ +−
22
22
22
nm n m n
mn n nmm
− ++
−
− +−
22
2 22
34
a a ab b
b ab a
++ +
++
( )( )
22
32
3
x xy y
yxxy
+−
+−
0,5
2
22
3
2 10
9
ax x
bx
−
−
+
−
x = 9
( )
22
2
2 4 24 13 29
6
xx x x
x
+− ++ +
+
2 22 2
22
n m n m nm
nm
++ +
−
2
2 22
1
2
xyz
yz
−
+−
+
x = 50
( )
2
2
3 13
1
22 3
xx
xx
−+
+
−+
22
11 11
:
x yz zx y
−+
+−
x = 44
( )
( )
0,5
2
2
x y xy
y x xy
−
−+
−−
1
2
2
1
2
2
nn
mm
−
−+
−
−
Таблица 3.9
№ варианта Формула
1
2
3
4
5
данные
n = 82
n = 73
m = 92
a = 88
b = 98
x = 39
y = 58
a = 93
b = 95
6
7
8
9
10
11
x = 8
n = 30
m = 31
y = 11
z = 85
x = 69
y = 38
z = 27
x = 42
y = 88
12
48
n = 91
m = 95
Содержание отчета
1. Титульный лист, подписанный автором.
2. Название, цель работы.
3. Графический код, описывающий вычисление выражений из таб-
лиц 3.8 и 3.9.
4. Результаты вычислений.
5. Выводы.
Требования к защите работы
Для защиты лабораторной работы необходимо предоставить препода-
вателю:
1) распечатанный на листах формата А4 книжной ориентации и скреп-
ленный отчет;
2) файлы виртуальных приборов, созданные в ходе выполнения лабо-
раторной работы.
Во время защиты необходимо давать конкретные полные ответы на
поставленные вопросы.
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначена среда разработки LabVIEW?
2. Что подразумевает принцип потока данных в LabVIEW?
3. Какие типы данных поддерживает LabVIEW?
4. Что понимают под базовыми функциями LabVIEW? Приведите не-
сколько примеров таких функций.
5. Для чего применяют блоки Formula Node, C ase Structure, For Loop
и While Loop?
6. Что такое подприбор? Как его создать?
49
Лабораторная работа № 2
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ
ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ
Цель работы
Познакомиться с понятием сигнал и принципами генерации периоди-
ческих сигналов. Научиться моделировать генераторы сигналов. Получить
навыки программирования в среде разработки LabVIEW.
Задание к работе
1. Создать виртуальный подприбор, генерирующий детерминирован-
ные периодические сигналы, перечисленные в табл. 4.1.
2. Создать виртуальный подприбор, позволяющий измерять значения
размаха, среднего, средневыпрямленного и действующего значений пери-
одических сигналов.
3. Создать виртуальный подприбор, позволяющий вычислять значе-
ния автокорреляционной функции и спектра сигнала.
4. При помощи подприборов из пп. 2 и 3 произвести измерения ха-
рактеристик детерминированных периодических сигналов из табл. 4.1.
5. Оформить отчет о выполненной работе.
Теоретические сведения
Сигналом называется физический процесс, который несет информа-
цию о физических свойствах, состоянии или поведении какой-либо системы, объекта или среды.
Физические процессы могут носить предсказуемый или случайный
характер. Сигналы, порождаемые такими процессами, принято называть
детерминированными или случайными соответственно [1, с. 11].
Сигнал, математическая модель которого позволяет предсказать его
значение в любой точке, называется детерминированным. Математиче-
ская модель такого сигнала задается при помощи математической функ-
50