LabVIEW與MATLAB混合編程

摘要：結(jié)合實(shí)例詳細(xì)介紹了LabVIEW通過(guò)ActvieX自動(dòng)化技術(shù)與MATLAB進(jìn)行混合編程，達(dá)到了利用MATLAB優(yōu)化算法庫(kù)的目的。將LabVIEW與MATLAB有機(jī)結(jié)合，是一條開(kāi)發(fā)智能虛擬儀器的有效途徑。

LabVIEW建立在易于使用的圖形數(shù)據(jù)流編程語(yǔ)言——G語(yǔ)言上，大大簡(jiǎn)化了過(guò)程控制和測(cè)試軟件的開(kāi)發(fā)。MATLAB以其強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算功能、大量穩(wěn)定可靠的算法庫(kù)，已在為數(shù)學(xué)計(jì)算工具方面事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。但才者各有欠缺，利用混合編程可以相互補(bǔ)充。

MATLAB是MathWorks公司開(kāi)發(fā)的“演算紙”式的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它提供了強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和圖形處理功能，編程效率高，幾乎在所有的工程計(jì)算領(lǐng)域都提供了準(zhǔn)確、高效的工具箱。但MATLAB也有不足之處，例如界面開(kāi)發(fā)能力較差，并且數(shù)據(jù)輸入、網(wǎng)絡(luò)通信、硬件控制等方面都比較繁瑣。

美國(guó)NI公司推出的LabVIEW語(yǔ)言是一種非常優(yōu)秀的面向?qū)ο蟮膱D形化編程語(yǔ)言。LabVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一個(gè)開(kāi)放型的開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用圖標(biāo)代替文本代碼創(chuàng)建應(yīng)用程序，擁有大量與其它應(yīng)用程序通信的VI庫(kù)。例如LabVIEW使用自動(dòng)化ActiveX、DDE和SQL，可與其它Windows應(yīng)用程序集成；使用DataSocket技術(shù)、Web Server、TCP/IP和UDP網(wǎng)絡(luò)Vis，與遠(yuǎn)程應(yīng)用程序通信。在對(duì)硬件的支持方面，LabVIEW集成了與GPIB、VXI、PXI、RS-232/485、PLC和插入式數(shù)字采集設(shè)備等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的全部功能。在LabVIEW下開(kāi)發(fā)的程序稱(chēng)為虛擬儀器VI（Virtual Instrument），因?yàn)槠渫庑魏筒僮骺梢阅�擬實(shí)際的儀器。在對(duì)各種算法的支持方面，LabVIEW的工具箱非常有限，這就限制了大型應(yīng)用程序的快速開(kāi)發(fā)。

鑒于LabVIEW和MATLAB的優(yōu)點(diǎn)，本文介紹了通過(guò)ActiveX技術(shù)，在LabVIEW(Ver6.1)中調(diào)用和操作MATLAB（Ver6.5）的方法，實(shí)現(xiàn)LabVIEW和MATLAB的混合編程，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)。

圖1

1 基本原理

ActiveX自動(dòng)化是基于組件對(duì)象模型COM（Component Object Model）的技術(shù)，允許應(yīng)用程序或組件控制另一個(gè)應(yīng)用程序或組件的運(yùn)行，它包括自動(dòng)化服務(wù)器和自動(dòng)化控制器。MATLAB支持ActiveX自動(dòng)化技術(shù)。通過(guò)使用MATLAB自動(dòng)化服務(wù)器功能，可以在其它應(yīng)用程序中執(zhí)行MATLAB命令，并與MATLAB的工作空間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此可以借助這一特性，把LabVIEW與MATLAB結(jié)合，充分利用MATLAB提供的大量高效可靠的算法和LabVIEW的圖形化編程能力，混合開(kāi)發(fā)出功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件。

2 應(yīng)用舉例

在混合編程中，通常用LabVIEW設(shè)計(jì)用戶(hù)圖形界面，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)通信；MATLAB在后臺(tái)提供大型算法供LabVIEW調(diào)用。

2.1 方法一：使用MATLAB Script節(jié)點(diǎn)

為了簡(jiǎn)化調(diào)用過(guò)程，LabVIEW提供了MATLAB Script節(jié)點(diǎn)。LabVIEW使用ActiveX技術(shù)執(zhí)行該節(jié)點(diǎn)，啟動(dòng)一個(gè)MATLAB進(jìn)程。這樣用戶(hù)就可以很方便地在自己的LabVIEW應(yīng)用程序中使用MATLAB，包括執(zhí)行MATLAB命令、使用功能豐富的各種工具箱，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱（Neural Network Toolbox）、優(yōu)化工具箱（Optimization Toolbox）。值得注意的是：LabVIEWgn MATLAB之間的數(shù)據(jù)通信僅支持Real、RealVector、RealMatrix、Complex、VectorComplex、Matrix六種格式的數(shù)據(jù)，且必須根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。

當(dāng)開(kāi)發(fā)涉及工業(yè)控制的應(yīng)用程序時(shí)，常常由于控制參數(shù)的非線性變化，而無(wú)法建立合適的模型。由于此類(lèi)問(wèn)題，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供了一條有效的解決途徑。

在LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境下新建一個(gè)三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的VI程序，程序框圖見(jiàn)圖1。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)部分主要設(shè)置隱層（Hidelay）神經(jīng)元的個(gè)數(shù)、傳遞函數(shù)（Transfer Function）以及網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法（Algorithm）。經(jīng)過(guò)樣本數(shù)據(jù)（Training Data）訓(xùn)練過(guò)的網(wǎng)絡(luò)，即可進(jìn)行仿真測(cè)試了。MATLAB腳本程序可以在MATLAB環(huán)境下調(diào)試，再使用MATLAB Script節(jié)點(diǎn)導(dǎo)入MATLAB腳本；也可以直接在MATLAB Script節(jié)點(diǎn)中編寫(xiě)。位于Function

【LabVIEW與MATLAB混合編程】相關(guān)文章：

基于Labview與Matlab聯(lián)合編程的路譜模擬設(shè)計(jì)03-16

VB與MATLAB混合編程在流量標(biāo)定系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的應(yīng)用03-07

中小型異步電動(dòng)機(jī)計(jì)算程序編程及MATLAB實(shí)現(xiàn)03-07

TMS320C62X DSP的混合編程研究03-21

基于LabVIEW的GMSK調(diào)制與解調(diào)實(shí)現(xiàn)03-07

探索結(jié)對(duì)編程03-04

基于Matlab的層次分析法與運(yùn)用03-21

基于matlab的節(jié)電模糊控制系統(tǒng)03-07

應(yīng)用LabSQL實(shí)現(xiàn)LabVIEW中數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)03-07