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LabVIEW与MATLAB混合编程

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:本站整理  发布时间:2009-01-11 00:04:08
,但以这种方式调用MATLAB时,在任务栏中将出现一个MATLAB图标,单击该图形会打开MATLAB窗口,在其中可以任意输入。通常,这会干扰前台程序的运行,甚至造成程序的崩溃。另一方面,当MATLAB Script节点中的脚本执行完后,MATLAB也不能自动关闭。

2.2 方法二:使用ActiveX函数模板

LabVIEW中使用引用(Refnum,也称“参考”)作为某个对象的唯一标识符,对象可以是文件、设备、网络连接等。由于引用是指向某一对象的临时指针,因此它仅在对象被打开时有效,一旦对象被关闭,LabVIEW就会自动断开连接。为了获得对MATLAB更多的控制,可以在框图程序中使用LabVIEW提供的相关子VI创建和获取自动化对象,然后在代码中调用对象拥有的方法和属性。当不再需要对象时,可以随时释放。

LabVIEW可以调用MATLAB(Ver6.5)ActiveX接口提供的8个方法和1个属性:

(1)BSTR Execute([in]BSTR Command):Execute方法调用MATLAB执行一个合法的MATLAB命令,并将结果以字符串的形式输出。其输入参数Command为字符串类型变量,表示一个合法的MATLAB命令。

(2)void GetFullMatrix([in] BSTR Name,[in]BSTR Workspace,[in,out]SAFEARRAY(double)*pr,[in,out]SAFEARRAY(double)*pi):使用GetFullMatrix方法,LabVIEW从指定的MATLAB工作空间中获取一维或二维数组。Name为数组名,Workspace标识包含数组的工作空间,其默认值是“base”。Pr了所提取数组的实部,pi包含了所提取数组的虚部,它们在LabVIEW中为变体(Variant_数据类型。

(3)void PutFullMatrix([in]BSTR Name,[in]BSTR Workspace,[in]SAFEARRAY(double)*pr,[in]SAFEARRAY(double)*pi);此方法向指定的MATLAB工作空间中设置一维或二维数组。如果传递的数据为实数型,pi也必须传送,不过其内容可以为空。

(4)BSTR GetCharArray([in]BSTR Name,[in]BSTR Workspace):此方法从指定的MATLAB工作空间中获取字符数组。

(5)void PutCharArray([in]BSTR Name,[in]BSTR Workspace,[in]BSTR charArray):此方法向指定的工作空间中的变量写入一个字符数组。

(6)void MinimizeCommandWindow():此方法使MATLAB窗口最小化。

(7)void MaximizeCommandWindow():此方法使MATLAB窗口最大化。

(8)void Quit():用于MATLAB退出。

(9)属性Visible:当Visible为1时,MATLAB窗口显示在桌面上;当Visible为0时,隐含MATLAB窗口。

举例说明:LabVIEW程序中有二维数组A、B,通过MATLAB计算表达式B=A.*3(即A的每个元素均乘以3),得到的结果保存在LabVIEW的数组B中,并显示在前面板上。其MATLAB Window为枚举量,值为Lnvisible或Visible,目的是用于控制任务上是否出现MATLAB图标。数组A为控制量,用于输入二维数组数据。数组B为指示量,用于显示经MATLAB计算后返回的结果。框图程序见图2。此程序较完整地描述了调用MATLAB过程的总体框架,至于复杂的算法可以在MATLAB中实现。

首先必须引用自动化对象。为此在LabVIEW的Controls>>ActiveX>>Automation Refnum模板中选择自动化引用(Automation Refnum)控制量,将其放置在前面板上,设置控件的Visible属性为False,从对象列表中选择Matlab Application(Version6.5)Type Library Version1.0。这样MATLABr的引用就添加到程序中,其对应的图标为MLApp.DIMLApp。为了简化访问自动化服务器的过程,LabVIEW在其Function>L>Communication>>ActiveX模板中提供了一组与ActiveX操作相关的子VI,其中Automation Open.vi打开引用,启动MATLAB自动化服务器,并将引用传递给其它节点,如属性节点(Property Node)、调用方法节点(Invoke Node)。程序中LabVIEW调用PutFullMatrix方法,将二维组A通过参数pr传到MATLAB的“base”工作空间。虽然A为双精度浮点型数组,pr和pi的数据类型为变体(Variant),数据类型不同,但LabVIEW会自动将输入数据的类型转换为变化,以满足输入要求。程序中A为实数数组,无虚部,所以给pi赋空值。接着LabVIEW调用MLApp.DIMLApp提供的Execute方法,向MATLAB传送一条命令“B=A.*3”,于是MATLAB将数组A的每个元素与3相乘,计算后的结果保存在数组B中。再调用GetFullMatrix方法,从“base”工作空间中获取数组B的实部。这里必须使用Variant to Data.vi,将变体类型的输出转化为LabVIEW中的二维数组。最后用Quit方法退出MATLAB,Automation Close.vi随即断开引用。运行程序,可以看到MATLAB一经启动,任何标上底图标例立即消失,计算结果返回到LabVIEW的前面板上。这里仅介绍了ActiveX函数模板的基本使用以及调用MATLAB过程的总体框架,读者可以根据需要进行扩充。

图2

    2.3 两种调用方法的比较

(1)MATLAB Script节点具有多输入、多输出的特点,一次处理的信息量要以很大。MATLAB脚本可以先在MATLAB下调试。无误后再导入到MATLABSeript节点中。MATLAB Script节点对输入、输出数据的类型有明确的要求。只有LabVIEW中的数据类型与MATLAB中的数据型相匹配,才能进行数据传输。使用MATLAB Script节点的方法,快捷方便,但不利于较大的应用程序开发。当需要使用时,可将其模块化,采用主程序动态加载。

(2)使用ActiveX函数模的方法,具有对MATLAB更强的控制能力。如随时打开和关闭MATLAB,隐藏在务栏中的MATLAB图标,与MATLAB进行字符数组传输,这些都是MATLAB Script节点都不具有的。使用ActiveX函数模板时,经常 会遇到数据类型的转换,尤其是变体(Variant)与其他类型的转换。当高用大型算法时,必须明确输入、输出数据的具体类型,而且要尽量减少数据传输量和启动MATLAB自动化服务器的次数ActiveX函数模板,适于较大的应用程序开发。在LabVIEW顺序结构中,不提供使用。原因是顺序结构妨碍了作为LabVIEW优点之一的程序并行运行机制,而且MATLAB自动化服务器启动也需要一定时间,这会使整个程序不能及时处理其它的用户操作。总之,两种调用方法其自身的优势和不足。在开发一个大的复杂应用程序时,综合不同的应用要求,合理选择可以显著提高开发效率。

采用虚拟仪器技术,通过LabVIEW构建测试仪器开发效率高、可维护性强、测试精度、稳定性和可靠性能够得到充保证;具有很高的性价比,节省投资,但于设备更新和功能扩充。如果能利用MATLAB功能强大的算法库,可望开发出更具智能化的虚拟仪器,将会在诸如故障诊断、专家系统、复杂过程控制等方面大有用武之地。




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作者:佚名

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