计算机辅助软件介绍
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。
美国国家仪器公司NI（National Instruments）提出的虚拟测量仪器（VI）概念，引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河。
“软件即是仪器”这是NI公司提出的虚拟仪器理念的核心思想。从这一思想出发，基于电脑或工作站、软件和I／O部件来构建虚拟仪器。I／O部件可以是独立仪器、模块化仪器、数据采集板（DAQ）或传感器。NI所拥有的虚拟仪器产品包括软件产品（如LabVIEW）、GPIB产品、数据采集产品、信号处理产品、图像采集产品、DSP产品和VXI控制产品等。
虚拟仪器面板
LabVIEW 的概念：
与 C 和 BASIC 一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW 的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而 LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI指虚拟仪器，是 LabVIEW 的程序模块。
LabVIEW 提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用
表
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）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在 LabVIEW 中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。LabVIEW 的图形化源代码在某种程度上类似于
流程
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图，因此又被称作程序框图代码
二、计算机辅助设计内容
2.1用LabVIEW软件来设计二阶系统瞬态响应虚拟实验
一个可以用二阶微分方程来描述的系统称为二阶系统。从物理上讲，二阶系统包含有二个独立的储能元件，经常用到的储能元件有电感、电容等。
二阶系统
标准
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形式
令：
，
则：
其中
－－无阻尼自然振荡频率，
－－阻尼比
（1） 欠阻尼情况 :
欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应的象函数为
式中，
，将上式进行拉氏反变换，单位阶跃响应用
表示，则
在Labview中的编程为：
输出单位阶跃响应波形为：
（2）临界阻尼情况
临界阻尼二阶系统的单位阶跃响应象函数为
故
在Labview中的编程为：
输出单位阶跃响应波形为：
（3）过阻尼情况（
）
过阻尼二阶系统的单位阶跃响应象函数为
其中
，
经拉氏反变换可得
在Labview中的编程为：
输出单位阶跃响应波形为：
综上所述，可得出如下结论：
1阻尼比减小，上升时间缩短，超调量增大。当
时，响应过程为衰减震荡过程，最后达到稳态值1；当
响应过程单调上升。阻尼比影响二阶系统的震荡性
2阻尼比在0.4~0.8之间为佳，此时单位阶跃响应的快速性和震荡性可得到兼顾。故二阶系统的阻尼比在此范围内取值。其中
=0.707，系统超调量小(
)，调节时间也很小，故
=0.707称为最佳阻尼比。
3曲线横坐标是无因次的时间坐标
，因而当阻尼比一定时，二阶系统
越大，系统响应的快速性越好
2.2设计过程
总构架用while循环，其中
为时间变量
为输入变量
然后用条件结构判断
与1的大小关系
（1）若
=1则条件结构模块为真，源程序为：
若
不等于1为假，在用条件结构模块判断
是否大于1
（2）若
为真，源程序为：
（3）若
则为假源程序为：
三、
总结
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虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术，随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式，并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。
浙公网安备 33021202002483