基于LabVIEW的伺服系统测试仪设计(2)
随着自动控制理论的发展，到20世纪中期，伺服系统的理论与实践均趋于成熟，并广泛应用于机械制造行业、冶金工业、航天工业、微电子行业、军事工业、运输行业通信工程以及日常生活中。
1.1.2 LabVIEW概述
LabVIEW是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件开发集成环境。虽然LabVIEW本身是一个功能比较完整的软件开发环境，但它是为常规的BASIC或C语言设计的，LabVIEW是编程语言而不仅仅是一个软件开发环境。作为编写应用程序的语言，除了编程方式不同外，LabVIEW具备语言的所有特性，因此又称之为G语言[1]。
G语言是一种适合应用于任何编程任务，具有扩展函数库的通用编程语言。和BASIC或C语言一样，G语言定义了数据模型、结构模型和模块调用语法规则等编程语言的基本要素，在功能完整性上和应用灵活性上不逊于任何高级语言，同时G语言丰富的扩展函数库还为客户编程提供了极大的方便。这些扩展函数库主要面向数据采集、GPIB和串行仪器控制，以及数据分析、数据显示和数据存储。G语言还包括常用的程序调试工具，比如允许设置断点、单步调试、数据探针和动态显示执行程序流程等功能[2,3]。G语言与传统高级编程语言最大的差别在于编程方式，一般高级语言采用文本编程，而G语言采用图形化编程方式。G语言编写的程序称为虚拟仪器VI，因为它的界面和功能与真实仪器十分相像，在LabVIEW环境下开发的应用程序都被冠以.VI的后缀，以表示虚拟仪器的含义。一个VI由前面板、数据流框图和图标连接端口组成[4,5]。
虚拟仪器技术同其他技术相比，具有四大优势：一是性能高，虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全"继承"了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外，不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。二是扩展性强，NI的软硬件工具使得我们不再受限于当前的技术中。这得益于NI软件的灵活性，只需更新计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进整个系统。在利用最新科技的时候，我们可以把它们集成到现有的测量设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。三是节约时间，在驱动和应用两个层面上，NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作，同时还提供了灵活性和强大的功能，使我们轻松地配置、创建、发布、文护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。四是无缝集成，虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂，工程师们通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求，而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。NI的虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口，帮助我们轻松地将多个测量设备集成到单个系统，减少了任务的复杂性。
需要特别指出的是：虚拟仪器实质上是一种创新的仪器设计思想，而非一种具体的仪器。换言之，虚拟仪器可以有各种各样的形式，完全取决于实际的物理系统和构成仪器数据采集单元的硬件类型，但是有一点是相同的，那就是虚拟仪器离不开计算机控制，软件是虚拟仪器设计中最重要的，也是最复杂的[6]。
1.2 论文主要工作
针对本次选的课题：基于LabVIEW的伺服系统测试仪的设计。利用LabVIEW生成正弦信号、等速信号、阶跃信号，通过与反馈的数据波形进行比较计算之间的误差，正弦和等速都是计算最大误差、最小误差和均方差三个物理量，而阶跃信号是计算超调量、调节时间和最后一点的数据。其中反馈的数据以及波形是自己在先前生成的三种波形上加上了一个均匀白噪波而形成的，在此基础上再做进一步的误差分析。