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LabVIEW-MATLAB混合编程在控制工程基础实验中的应用
资料介绍
文档为LabVIEW-MATLAB混合编程在控制工程基础实验中的应用讲解文档，是一份不错的参考资料，感兴趣的可以下载看看，，，，，，，，，，，，，，
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LabVIEW &M ATLAB 混合编程在控制工程基础实验中的应用
张晓旭 马 萍 刘泽军 宋 鹏
（大连民族学院 机电信息工程学院，辽宁 大连 116600）
摘 要：阐述了 LabVIEW 和 MATLAB 两种软件各自的功能与特点，分析了其混合编程的几种方法，重点研究了利用 MATLAB 脚本
节点与 LabVIEW 进行混合编程的方法。在此基础上，深入讨论了本方法在控制工程基础实验课程中的应用，并以其中几个典型的实验为
例，利用混合编程实现了虚拟实验系统的开发。
关键词：LabVIEW；MATLAB；脚本节点；虚拟实验系统
1 概述
在本科教学实践过程中，除了基础的理论教学外，做实
验更是必不可少的重要环节。但是各高校均面临着实体实
验室压力大、时间紧、排课难等问题，不能在师生间提供最
优方法，不利于提高学生学习效率。鉴于此类问题，本文提
出利用LabVIEW 和MATLAB 两个编程软件的结合构建
虚拟实验系统，重点将其在控制工程基础实验中实现，通过
虚拟实验系统的使用，能够更加灵活地实现数据给定、参数
设置，还可以使实验结果更加精确，便于学生观察和研究，
图2 仿真实验结果
b. 应用MATLAB 语言节点要求计算机必须安装MATLAB5.0 以
图1 控制工程基础虚拟实验系统前面板
将其与实体实验室相结合，能够有效地提高学生学习效率。
2 LabVIEW 和M ATLAB 软件的介绍
上版本；
LabVIEW 和MATLAB 是倍受程序开发人员青睐的两种可实现虚
拟仿真的编程语言，但这两种语言有各自的优缺点和适用范围。
LabVIEW 是美国NI公司研制开发的一种程序开发环境，使用图
形化编辑语言G 语言来实现程序的编写，所产生的程序是框图的形
式，采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI
及函数的执行顺序。因此，其程序的编写简单易懂，对使用者的基本素
质要求不高。LabVIEW 软件人机界面友好，使用灵活方便，接口易于扩
展。
c.MATLAB 语言节点的内外数据类型要匹配，否则会产生错误，导
致程序无法运行。
在MATLAB 7.0 和LabVIEW 2012环境下应用MATLAB 语言节
点实现混合编程的基本步骤是:
a.运行LabVIEW 2012，进入空白VI，进行程序设计；
b.在框图程序窗口菜单栏查看中单击“函数选板”，依次点击“数
学→脚本与公式→脚本节点→MATLAB 脚本”。MATLAB 脚本节点可
实现多输入多输出，方法是在节点上单击，然后在弹出式列表中选择
“添加输入”或“添加输出”；
MATLAB 是美国MathW orks公司出品的商业数学软件，具有强大
的数学计算功能。该软件集数值计算、符号计算、可视化建模、仿真和图
形处理等多种功能于一体，是数学计算方面功能最强的软件。用户可
以通过命令的方式编写m 文件，实现仿真，也可以利用simulink仿真
模块中的库函数实现仿真，操作方便。
c.在LabVIEW 中调用MATLAB 程序时，可以在MATLAB 节点
中直接写入MATLAB 程序，也可以将写好的MATLAB 程序导入
MATLAB 脚本节点内；
d.编写相应的LabVIEW 前面板和框图外围程序，调试运行。
4 M ATLAB 脚本节点法开发控制工程基础虚拟实验系统
在控制工程基础课程中，传递函数占有重要地位，掌握传涵的性质
是学习的重点。鉴于MATLAB 的数学运算优势和LabVIEW 的编程
可视化，可将LabVIEW 和MATLAB 混合编程技术应用于控制工程教
学领域，这对学生理解课程实质，提高学习效率有重要意义。
现以控制工程基础实验课中的一个实验为例，介绍虚拟实验系统
的应用。编好的虚拟实验系统前面板如图1所示。从图1中可知，前面
板中设置了4个数值输入控件，4个数值显示控件，2个布尔控件分别
用于参数设置、结果显示和程序运行控制。前面板中还设置了实验的
传函模型、系统框图和模拟电路图，便于使用者联系理论与实际。
图2是仿真实验的结果界面，由图2可以看出仿真结果精确无误，
不存在误差，方便使用者观测与研究。
3 混合编程的实现方法
MATLAB 与LabVIEW 相结合的混合编程，既可以实现强大的运
算仿真功能，又能拥有简单明了的界面，深受大家喜爱。混合编程的基
本方法是利用LabVIEW 作为前端开发工具，将LabVIEW 前面板中
的用户自定义初始值送到MATLAB 中进行相应较复杂的数学运算处
理，然后输出和显示在LabVIEW 前面板上。目前的混合编程方式主要
有动态链接库（DLL）技术、动态数据交换（DDE）技术和MATLAB 脚本
节点法。
动态链接库（DLL, Dynamic Link Library）技术是基于W indows
程序设计的一个重要组成部分，DLL是一个位于程序外部的过程库，
不能直接运行，是一个包含可被多个程序同时使用的代码和数据的库，
它可以从应用程序中调用和共享。因此应用 DLL 技术可以实现
MATLAB 与LabVIEW 之间数据的传输和函数的调用。
动态数据交换（DDE, Dynamic Data Exchange）技术是W indows
应用程序之间的通讯协议。利用DDE 技术在客户程序和服务程序之
间可以相互发送或接受命令及数据。在LabVIEW 函数模板的DDE
VI 可将LabVIEW 程序设置为DDE 服务器程序或者是DDE 客户程
序，从而实现对MATLAB 程序的创建或调用。
结束语
日前，仿真软件逐渐渗透到教学实验环节中来，且趋势越来越明
显，人们在不断的探究新方法，新理念来配合传统实验室，意在追求更
好的教学效果。本文分析了LabVIEW 和MATLAB 软件各自的优缺
点，介绍了动态链接库（DLL）技术、动态数据交换（DDE）技术以及
MATLAB 脚本节点法实现混合编程的方法和注意事项，着重研究了
MATLAB 脚本节点法。在此基础上，提出了将混合编程应用于控制工
程基础实验课程中的思路，以其中二阶线性定常系统虚拟实验平台的
搭建为实例，说明了本方法在控制工程基础实验课程中广泛的应用价
值与前景。
MATLAB 脚本节点法是MATLAB 与LabVIEW 通讯和混合编程
中常用的方法。这种方法容易实现，打开脚本速度快，可满足多输入多
输出，信息处理量大。但该方法不能控制MATLAB 服务器，当节点脚本
执行完毕后，MATLAB 程序不能自动关闭。
在LabVIEW 中调用MATLAB 语言节点时应注意的问题:
a.MATLAB 语言节点只能在W indows 平台上运行；
项目资助：国家大学生创新创业训练计划辽宁省创新项目（x2013012）；大连民族学院“太阳鸟”学生科研资助项目（tyn13063）。
作者简介:宋鹏，指导老师。
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