[发明专利]基于LabVIEW的脉冲同步控制二维扫描和信号采集方法

说明书

本发明公开一种基于LabVIEW的脉冲同步控制二维扫描和信号采集实现方法。所述方法包括硬件结构和软件模块；所述硬件结构由工作站、板载数据采集卡、信号放大器、工作站电源、运动控制模块、运动控制模块电源和超声传感器组成；所述软件模块基于LabVIEW平台开发，通过硬件控制两个电机进行二维栅扫描，同时实现电信号的采集；所述软件模块由控制面板和显示面板组成，控制面板包括位置调节模块、参数设置模块和信号采集模块，显示面板包括二维实时信号显示模块、实时信号显示模块和信号位置显示模块。所述方法能够实现X轴电机和Y轴电机的单独以及联合控制并设置信号高精度采集间距，快速准确定位信号采集点，有效提高了信号采集的效率和稳定性。

技术领域

本发明属于自动控制和信号采集存储技术领域，具体涉及一种基于LabVIEW的脉冲同步控制二维扫描和信号采集实现方法。

背景技术

在信号采集技术中，利用控制系统对时变信号进行实时采集和存储是极其重要的。基于LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)图形化编程语言进行操作平台设计，相比于其他编程语言编程界面直观易懂，用户界面友好。相对于其他控制电机的形式例如单片机等等需要有专门的编程知识，专业门槛较高， LabVIEW的操作界面更加简洁，可视化的编程语言便于理解和操控。已申请的专利中缺少电机的协同运动与运动过程中信号的收集的联合。例如在2015年12月大连理工大学贾振元等申请的专利“一种基于LabVIEW的多电机控制系统”中，该方法实现了对多台电机的快速稳定控制，但该方法实现过程较复杂且无法满足在运动过程中同时进行信号采集的要求。对运动过程中的信号分析是信号采集储存领域符合生产的实际需求。因此，需要一种新的方法解决多电机快速稳定控制协同信号采集的问题。

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器(NI)公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。

与C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个能用于完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等。 LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序(子VI(Virtual Instrument，虚拟仪器))的结果、单步执行等等，便于程序的调试。

LabVIEW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。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW则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。VI指虚拟仪器，是LabVIEW的程序模块。

LabVIEW提供很多外观与传统仪器(如示波器、万用表)类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在LabVIEW中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。LabVIEW的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代码。LabVIEW 的特点是：尽可能采用通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件；可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器；用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。