摘要：基于信號(hào)的不同特性與要求，將實(shí)時(shí)測(cè)量和非實(shí)時(shí)測(cè)量綜合應(yīng)用在多個(gè)信號(hào)的測(cè)試。本文在LabVIEW的通用測(cè)試程序中，引入LabVIEW RT的實(shí)時(shí)測(cè)試，同時(shí)應(yīng)用LabVIEW Simulation Interface調(diào)用Matlab構(gòu)建模型，應(yīng)用Datalogging and Supervisory Module完成數(shù)據(jù)的即時(shí)存儲(chǔ)。本文編寫(xiě)Matlab來(lái)完成房屋的溫度模型和直流電機(jī)物理模型，并調(diào)入LabVIEW的真實(shí)采集環(huán)境進(jìn)行半物理仿真，同時(shí)編寫(xiě)LabVIEW非實(shí)時(shí)控制模塊和LabVIEW實(shí)時(shí)控制模塊控制仿真模型，從而來(lái)完成實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)監(jiān)控。

關(guān)鍵詞: LabVIEW RT, Simulation Interface, DSC, Matlab, PID控制
Applications of Real-time and Non-Real-time Modules in Measuring Different Signals
Abstract：Based on different characters and requirements of signals, this argument demonstrates how Real-time and Non-Real-time Modules measure and control these signals. LabVIEW Real-time module is applied and general measurement tests of LabVIEW are presented in this essay. In addition, physical model constructed by Matlab is integrated to this test and Datalogging and Supervisory Module records data instantly. House Temperature Model and DC Motor Model are programmed by Matlab, and applied in real-world Sampling and controlling system by LabVIEW, thus realizing Hardware-In-Loop Simulation. Modules of Non-Real-Time and Real-Time are developed here in order to control simulation model, by which Real-Time and Non-Real-Time system is finished.
Keywords：LabVIEW RT，Simulation Interface, DSC, Matlab, PID Control

1：  引言
    在工廠或?qū)嶒?yàn)室里，實(shí)驗(yàn)人員需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)某些動(dòng)態(tài)量和狀態(tài)量，或用于快速準(zhǔn)確的監(jiān)控某些關(guān)鍵的設(shè)備，或用于記錄過(guò)程，為作以后系統(tǒng)的調(diào)整（如算法的修改，參數(shù)整定等）做參考。其中一個(gè)廣泛試驗(yàn)是半物理仿真，即所稱(chēng)謂的硬件在環(huán)仿真。仿真的核心在算法，配合硬件的輸入輸出，往往要求在確定的時(shí)間里完成確定的監(jiān)測(cè)與控制。此時(shí)通常采用實(shí)時(shí)系統(tǒng)。
    實(shí)時(shí)系統(tǒng)是在確定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)來(lái)自外部激勵(lì)信號(hào)完成響應(yīng)，其中從輸入到輸出的每一循環(huán)抖動(dòng)足夠小，而使每個(gè)循環(huán)的過(guò)程不因?yàn)楦蓴_而中斷。實(shí)時(shí)系統(tǒng)往往要求連續(xù)循環(huán)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，這樣就對(duì)運(yùn)行實(shí)時(shí)系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境要求都很高。
    設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵之一在于所待測(cè)信號(hào)的特性分析，即合理分布被測(cè)對(duì)象。哪些信號(hào)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控，哪些信號(hào)只是普通的檢測(cè)。由于實(shí)時(shí)系統(tǒng)所控制的量通常很關(guān)鍵或者影響到全局的，被測(cè)量都是某些特定或者必需的，所以某些非實(shí)時(shí)被測(cè)量都不需要也不應(yīng)該引入整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)部分，因?yàn)槎嘁粋�(gè)監(jiān)測(cè)量的引入都會(huì)影響實(shí)時(shí)性能。故在多個(gè)物理量的監(jiān)測(cè)時(shí)候，特別在有實(shí)時(shí)信號(hào)和非實(shí)時(shí)信號(hào)混合監(jiān)測(cè)時(shí)候，需要將系統(tǒng)分為實(shí)時(shí)部分和非實(shí)時(shí)部分。
  實(shí)時(shí)系統(tǒng)發(fā)展很快，編寫(xiě)實(shí)時(shí)測(cè)試程序的軟件環(huán)境著名的有QNX，VxWorks等，LabVIEWRT是NI公司基于LabVIEW的Real-Time Module的實(shí)時(shí)編程環(huán)境，其利用LabVIEW的圖形化語(yǔ)言，使得我們能夠快速編寫(xiě)程序并方便地移植到實(shí)時(shí)平臺(tái)。特別在測(cè)量領(lǐng)域，很多工程師都很熟悉LabVIEW編寫(xiě)測(cè)控程序，利用NI的LabVIEW Module使得工程師不需要再花費(fèi)額外的時(shí)間學(xué)習(xí)其他平臺(tái)就能開(kāi)發(fā)很好的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。

2：設(shè)計(jì)平臺(tái)和模型介紹
  2.1:本文所用的硬件平臺(tái)包括NI的PXI平臺(tái)、通用PC平臺(tái)以及筆記本平臺(tái)，采集輸出卡包括基于PXI、PCI和DAQCard的多功能采集卡。PXI平臺(tái)是PXI－1002機(jī)箱，PXI－8176實(shí)時(shí)控制器，PXI－6052多功能采集卡；PC平臺(tái)是通用PC機(jī)和PCI－6014采集卡；筆記本平臺(tái)是IBM系列和DAQCard-6062多功能采集卡。

    2.2:本文中所設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)是美國(guó)國(guó)家儀器(NI)推行的LabVIEW7.0以及LabVIEWReal-time 7.0 Module，其中所采用的LabVIEW工具包為Simulation Interface 2.0和Datalogging and Supervisory Module 7.0，同時(shí)還采用Mathswork 的Matlab6.5.

   2.3: 模型介紹
  工廠或者試驗(yàn)室，很多情況下，需要監(jiān)控室溫，濕度等環(huán)境量，同時(shí)機(jī)械運(yùn)作設(shè)備中一般都缺不了動(dòng)力的核心－電動(dòng)機(jī)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況在某些情況下是急需的。如何監(jiān)控好多個(gè)信號(hào)，然后動(dòng)態(tài)顯示，處理分析，數(shù)據(jù)記錄，遠(yuǎn)程共享數(shù)據(jù)等需要綜合考慮。本文利用Matlab中的Simulink Module 開(kāi)發(fā)物理模型來(lái)模擬控制對(duì)象，模型包括房屋的溫度和供暖氣設(shè)備模型，直流電動(dòng)機(jī)的物理模型，然后利用LabVIEWToolkit之一中的Simulation Interface調(diào)用物理模型，結(jié)合LabVIEW的通用采集程序，使得這些模型的輸入輸出都是真實(shí)的信號(hào)，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)半物理仿真環(huán)境。