基于LabVIEW的热工对象动态特性的辨识方法研究(2)
育等领域，尤其在控制领域，虚拟仪器正得到越来越多的重视。
LabVIEW是一种常用的虚拟仪器开发应用软件,主要应用于仪器控制，数据采
集，数据分析，数据显示等领域,利用它组建仪器和数据采集系统可以简化程序的
设计。 使用这种语言编程时基本不用写晦涩的程序，取而代之的是简单的流程图。
它尽可能采用技术人员、工程人员、科学家等所熟悉的术语、图标和概念，使编
程简单直观。但其在控制系统设计和大量计算的功能远不如 Matlab 强大,Matlab
中的simulink提供一个动态系统建模和仿真和综合分析的集成环境，由于操作方
便、利于理解、精度较高，被广泛应用于控制系统理论的复杂仿真和设计，但在
其图形用户界面和信号测量方面却逊色于 LabVIEW。因此，在本毕业设计中，我
选择用Matlab软件来辨识程序，利用Matlab 处理复杂的辨识过程将会帮助我解
决很大一部分的问题。
本课题是在虚拟仪器开发软件 LabVIEW编程环境下，对热工对象动态特性进
行辨识和研究。辨识是研究怎样利用包含未知因素系统的试验或运行数据（输入、
输出数据）来建立系统数学的学科[2]
。本课题是以实际的液位控制系统为对象，利用实验室现有的热工对象装置建立辨识方法，调试并完善辨识程序，构成一套
系统辨识实验平台，用来研究热工对象动态特性的辨识方法。
1.2 虚拟仪器研究现状
1.2.1 国外虚拟仪器研究现状
虚拟仪器实际上主要是运用计算机数据采集系统和数字信号处理等基本原理
按照仪器需求组织的数据采集系统。目前在这一领域内，使用比较广泛的虚拟仪
器是美国NI公司的 LabVIEW。LabVIEW是一种图形化编程语言，又称 G 语言，类
似于C和BASIC开发环境。它是基于计算机的仪器，计算机与仪器的密切结合是
目前仪器发展的一个重要方向[1]
。将计算机和仪器相结合主要有两种方式：一种
方式是将计算机装到仪器中，既目前出现的嵌入式系统的仪器；另一种方式是将
仪器装入到计算机中，虚拟仪器主要是指这种方式。 虚拟仪器为现代仪器仪表发展的方向，已经迅速发展成为一种产业，有着替
代传统仪器的趋势。虚拟仪器和传统仪器的信号传递方式如图 1.1和图 1.2 。虚
拟仪器最早出现在经济和科技最发达的美国,同时全球最大的虚拟仪器制造国也
理所应当的是美国这个超级大国。据统计到1994 年底, 全球已达95家虚拟仪器
制造厂,共生产1000多件虚拟仪器产品,销售额高达2.93亿美元,占整个仪器销售
额73亿美元的百分之四。 到1996年,虚拟仪器已在仪器仪表市场中占有百分之十
的份额。目前市场上生产虚拟仪器的主要厂家是NI、HP等公司,他们目前都生产
数百个型号的虚拟仪器产品。 这些产品在国际市场上具有较强的竞争力,已进入中
国市场。
1.2.2 国内虚拟仪器研究现状
国内虚拟仪器的研究起步较晚，最早的研究也是从引进消化 NI 的产品开始。
从90年代中期LabVIEW 进入中国以来，虚拟仪器技术得到了迅猛的发展，国内很
多院校的实验室都引入了虚拟仪器系统，利用虚拟仪器思想开发了一批新型的系
统进行教学和科研活动。 但经过多年研究人员的努力,我国已经在虚拟仪器开发研
究方面攒露头角。虚拟仪器研究已经被国家自然科学基金委员会作为现代机械工程科学前沿学科之一，并被列为“十五”期间优先资助领域。我国国民经济的持
续快速发展,加快了企业的技术升级步伐， 先进仪器设备的需求更加强劲； 虚拟仪