一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法，包括以下过程：通过Verstand与Matlab的仿真库相交互，得到LabVIEW可以识别的DLL文件以达到Matlab与LabVIEW之间的交互，搭建虚拟实验系统的基础底层；通过LabVIEW来达成上位机与下位机之间的交互，实现虚拟实验系统的虚实结合；通过DataSocket技术来完成服务机和用户机之间的远程通信工作，实现虚拟实验系统的远程连接。本发明专利技术通过Matlab和LabVIEW共同使用来完成软件的整个运算的核心，可快速得到准确实验数据，减少运行计算的时间。减少运行计算的时间。减少运行计算的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法


[0001]本专利技术涉及电气工程专业实验系统
，具体是涉及一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法。

技术介绍

[0002]电气学科是现代科学中的核心学科，要求掌握电机学、电力电子技术、电力系统基础、高电压技术、供配电与用电技术等知识领域的核心内容，而实验室对电气工程本科教学和科研尤为关键。
[0003]目前在国内已经有公司构建了完整的可商用的虚拟仿真实验室软件，但主要集中在医学、化工、环境以及动植物专业，仅有的相关虚拟实验系统本身数量较少且无法推广到电气工程专业。而在少部分电气工程专业的仿真实验系统中，其所面对对象又是企业相关人员，大部分内容对大学本科阶段学生基本无法接触，无法适用于本科阶段教学、科研。同时，现有的电气工程专业虚拟实验系统大多是完全的虚拟仿真，没有与实际相结合，而教学过程中，理论联系实际十分重要。而且，当下网络教学兴起，故急需搭建一个虚实结合、便于远程操作、面向电气工程专业本科学生的虚拟实验系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法，以克服上述不足。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法，包括以下过程：
[0006]通过Verstand与Matlab的仿真库相交互，得到LabVIEW可以识别的DLL文件以达到Matlab与LabVIEW之间的交互，搭建虚拟实验系统的基础底层；
[0007]通过LabVIEW来达成上位机与下位机之间的交互，实现虚拟实验系统的虚实结合；
[0008]通过DataSocket技术来完成服务机和用户机之间的远程通信工作，实现虚拟实验系统的远程连接。
[0009]在上述方案基础上，上位机与下位机之间交互过程：
[0010]上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备，下位机不时读取设备状态数据，转换成数字信号反馈给上位机。
[0011]在上述方案基础上，选择PC为上位机，在PC中运行LabVIEW的编程环境，选择变频器作为下位机，中间通过串口进行上位机与下位机之间的通讯，通讯使用USS通讯协议控制变频器，实现用上位机控制下位机的功能。
[0012]在上述方案基础上，其特征是，服务机和用户机之间远程通信：
[0013]通过一个LabVIEW程序向DataSocket服务器发布数据，而读数据的两个订阅器则分别为LabVIEW程序和WEB浏览器；完成服务器配置后，选择远程控制面板或浏览器方式访
问服务器，对服务器进行交互远程操作，从而达到LabVIEW之间远程通信。
[0014]在上述方案基础上，在Matlab中搭建电气系统模型，同时，分别通过应用Veristand来实现Matlab与LabVIEW之前的交互，使用Datasocket服务器来实现服务器与用户机之间通信。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：(1)通过Matlab和LabVIEW的共同使用来完成软件的整个运算的核心，可以同时做到快速得到准确的实验数据，进而设计得到美观、友好的使用平台。同时Matlab能够快速按照LabVIEW的所给数据计算出相应的运行结果，减少运行计算的时间，以便更快，更好地进行实验。(2)使用USS通讯协议的方法来解决负载与主机之间的交互问题；(3)使用NI公司开发的DataSocket技术来完成服务机和用户机之间的远程通信工作。
附图说明
[0016]图1为本专利技术虚拟实验系统的设计方案与运行模式图；
[0017]图2为本专利技术虚拟实验系统通讯设计流程图；
[0018]图3为本专利技术虚拟实验系统远程连接流程设计图。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0020]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0021]电气工程实验网络教育平台涉及多方面技术问题，如基础模型与界面搭建、软件交互、虚拟平台构建、主客机远程连接。为了让网络平台的功能更稳定、更快速，软件界面更精美，软件内容更形象、丰富，就需要结合各个软件的优缺点，来调节系统中每个模块之间的交互、运行关系。
[0022]本实施例提供了一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法，如图1所示。
[0023]首先，利用LabVIEW设计程序，对一个虚拟仪器进行设计。在LabVIEW中搭建了一个简单的差分放大电路的界面，同时也做了电路的底层程序。
[0024]使用LabVIEW提供的修饰库可以制作出一个直观的实验电路图，方便看到系统图时直接去理解系统的原理以及构成，同时也方便进行模拟实验的操作。但由于LabVIEW在底层模型的搭建时所具有的局限性，这里采用拥有强大仿真模拟库的Matlab来实现底层模型的搭建。通过Matlab和LabVIEW的共同使用来完成软件的整个运算的核心，可以同时做到快速得到准确的实验数据，进而设计得到美观、友好的使用平台。同时Matlab能够快速按照LabVIEW的所给数据计算出相应的运行结果，减少运行计算的时间，以便更快，更好地进行
实验。
[0025]为了实现LabVIEW与Matlab/Simulink的仿真模型之间的同步通讯，使用SIT虚拟仿真工具包按以下步骤进行操作：
[0026](1)在Simulink环境中创建一个仿真模型。首先启动Matlab软件，SITServer自动运行。然后在Simulink平台上建立一个仿真模型，并将仿真接口工具包的信号探针SignalProbe模块添加至仿真模型中，当仿真模型运行时，便能实现与LabVIEW的通信。
[0027](2)设置仿真环境参数。选择Simulation>ConfigurationParameters，调用ConfigurationParameters对话框，可根据需要对仿真步长、仿真终止时间等参数进行设置。
[0028](3)创建LabVIEW用户界面。为了能够与Simulink中的仿真模型进行数据交换，需要利用LabVIEW建立一个用户界面。启动LabVI本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法，其特征是，包括以下过程：通过Verstand与Matlab的仿真库相交互，得到LabVIEW可以识别的DLL文件以达到Matlab与LabVIEW之间的交互，搭建虚拟实验系统的基础底层；通过LabVIEW来达成上位机与下位机之间的交互，实现虚拟实验系统的虚实结合；通过Data Socket技术来完成服务机和用户机之间的远程通信工作，实现虚拟实验系统的远程连接。2.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法，其特征是，上位机与下位机之间交互过程：上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备，下位机不时读取设备状态数据，转换成数字信号反馈给上位机。3.根据权利要求2所述的一种基于LabVIEW和Matlab的电气工程专业虚拟实验系统构建方法，其特征是，选择PC为上位机，在P...

【专利技术属性】
技术研发人员：过希文，张元睿，高芃鑫，劳大为，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：