虛擬儀器在汽車發動機臺架試驗中的應用(畢業論文)(五)

圖5.2  程序前面板截圖1

圖5.3  程序前面板截圖2
5.3  控制按鈕功能的實現方案
5.3.1  按鈕基本功能的實現方案
 控制按鈕需要在被單擊后，程序即開始執行與之對應的部分，同時又不應對主程序的執行產生影響。為達到這一目的，可以使用“功能按鈕+條件結構”形式。即將每一個功能按鈕所對應功能的程序部分，分別封裝在一個個條件結構框中，同時分別建立布爾（是非邏輯）傳遞的程序連接線，將按鈕的布爾狀態傳遞給條件結構的“分支選擇器”端口。當按鈕未被點擊時，連接線所傳遞的布爾信號一直為否，此時條件結構中的程序為空；當按鈕受到點擊，“分支選擇器”將條件結構的邏輯切換至“真”，并開始執行條件結構框中的程序部分。

圖5.4  “控制按鈕-條件結構”示意圖
 在條件結構框中程序部分執行結束過后，該功能按鈕可以再次待命，接受觸發。同時在一個條件結構程序執行的過程中，其他功能按鈕也可以觸發其對應的條件結構。由此實現了功能按鈕之間的相互獨立性。
 此外，為保證各功能按鈕之間不受操作順序影響，并可以重復操作，必須是主程序具有循環特性。因此選擇LabVIEW函數面板-結構選框中的“While循環”作為主程序的總體結構，將所有的功能按鈕和其條件結構包含在其中。這樣便實現了各功能按鈕可以重復性，同時各功能按鈕之間為并列關系，其邏輯順序不受操作順序的影響。

圖5.5  While結構示意圖
5.3.2  功能鈕的相互邏輯控制
 有的控制按鈕在彼此之間具有獨特的邏輯關系，如“打開”和“關閉”按鈕，二者不能同時起作用，否則將造成程序卡死或崩潰。又如，在“開始試驗按鈕”被點擊之前，若“保存結果”按鈕被點擊，則會得到空的結果。因此，在控制按鈕的相互邏輯上，需要依靠程序形成一定的邏輯保護，以避免意料之外的操作和結果出現。
 對于程序中可能出現的邏輯沖突，可以使用“隱藏-顯示”的方法從根源上避免誤操作。即在不需要其發揮作用時，將對象的“顯示”屬性設置為“假”，當需要時，再將其“顯示”屬性設置為“真”。
 在此程序中，“有效燃油消耗率”圖表、“保存圖形”功能按鈕和“關閉”按鈕必須在試驗過程執行過后才可以點擊。因此對這三個對象使用“隱藏-顯示”的方法，在點擊“顯示有效燃油消耗”按鈕后將他們的顯示屬性修改為“真”，在點擊“關閉”按鈕后，將他們的顯示屬性修改為“假”。

圖5.6  按鈕功能邏輯控制模塊圖

5.4  程序初始化和圖表清空功能的實現
5.4.1  程序的初始化模塊
 在程序開始運行時，可能程序中保存有上一次執行的殘留數據，圖形或運行狀態，因此必須對程序進行初始化。
 在邏輯上，初始化程序模塊必須先于主程序被執行，以保證其初始化的有效性。因此，可采用LabVIEW函數面板-結構選框中的“平鋪式順序結構”來實現。將初始化程序部分置于平鋪式順序結構框中的“第0幀”中，再將主程序部分分別依次置于順序結構框的“第1幀”“第2幀”…中。程序在執行時，將按照順序結構所確定的次序依次執行。

圖5.7  平鋪式順序結構示意圖

5.4.2  圖表清空功能實現
 在試驗過程中，有可能對一次試驗效果不滿意，或者需要反復試驗，此時則需要對顯示控件中的圖表進行清空，以避免出現圖形重疊或超出記錄范圍的情況。
 試驗系統中的圖形顯示控件分為兩種，波形圖表和xy圖。二者具有不同的特點，需要使用不同的方法進行初始化操作。
 波形圖表是現實一條或多條曲線的特殊數值顯示控件，一般用于顯示以恒定速率采集到的數據。波形圖表一般一次接受一個點的數據。波形圖表使用于實時測量中的參數監控。
 對于波形圖表的初始化，可以采用將空白數組以賦值的方式傳遞給波形圖表的“歷史數據”屬性文件，便可達到清空波形圖表的功能。
 XY圖是通用的笛卡爾繪圖對象，用于繪制多值函數，可顯示任何均均勻采用或非均勻采樣的點的集合。與波形圖表不同，XY圖一次性完成波形顯示刷新的。XY的輸入數據類型是由兩組數據打包構成的簇，簇的每一對數據都對應一個顯示數據點的X、Y坐標。
 對于XY圖的初始化，比波形圖表相對復雜。可先形成兩個個由0構成的數組，再將兩個數組打包成簇，最后再將此簇以賦值的方式傳遞給XY圖的“值”屬性文件。這樣便達到了清空XY圖圖形的目的。

圖5.8  清楚曲線功能模塊圖
5.5  仿真運行功能模塊
 由于在制作和測試程序的過程中，不一定有可用的試驗臺架、數據采集卡等設備和條件，故程序應該具有能夠獨立在電腦上運行的模擬仿真模塊。模擬仿真模塊應該能夠根據實際試驗中取得的經驗數據，進行一定的偏差和擾動處理，生成具有一定隨機性同時又具有能反映真實情況的代表性的模擬初始數據，作為實驗系統的輸入信號使用。
 在此實驗中，由測功儀產生的有效功率信號Pe、由轉速傳感器產生的轉速信號n以及由油耗儀產生的每小時燃油消耗量信號B都是重要的初始信號，主考慮對這三者進行仿真。[17]其他傳感器信號，如排氣溫度，冷卻水溫度等在這三個信號的基礎上再通過傳遞函數子程序模擬產生。
 對于最重要的每小時燃油消耗量信號B，使用曲線擬合的方法，即根據實際試驗中所得到的“每小時燃油消耗量-有效功率”曲線，進行取點擬合的方法，得到擬合曲線。[18]

圖5.9  擬合取點參數圖

圖5.10  擬合曲線圖

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