【正文】 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內置了便于應用 TCP/IP，ActiveX 等軟件標準的庫函數(shù)。它是一個功能強大且靈活的軟件，利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，并且其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。圖形化的程序語言，又稱為 G 語言。使用這種語言編程時，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW 是一個面向最終用戶的上具。它可以增強構建自己的科學和上程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用它進行原理研究、設計、測試并實現(xiàn)儀器系統(tǒng)時，可以大大提高上作效率。測試系統(tǒng)開發(fā)的需要。因此在本系統(tǒng)的設計中，我們采用 LabVIEW 來進行開發(fā)編程。LabVIEW 軟件工具的特點可以歸納為：(1)圖形化的編程方式，設計者無需編寫任何文本格式的代碼，是真正的工程師的語言；(2)提供了豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)；(3)既提供了傳統(tǒng)的程序調試手段，如設置斷點、單步運行，同時提供有獨到的高亮執(zhí)行工具，使程序動畫式運行，利于設計者觀察程序運行的細節(jié)，使程序的調試和開發(fā)更為便捷；(4)32 位的編譯器編譯生成 32 位的編譯程序，保證用戶數(shù)據(jù)采集、測試和測量方案的高速執(zhí)行；(5)囊括了 DAQ，G PIB，PXI，VXI，RS232/485 在內的各種儀器通訊總線標準的所有功能函數(shù)，使得不懂總線標準的開發(fā)者也能夠驅動不同總線標準接口設備與儀器；(6)提供大量與外部代碼或軟件進行連接的機制，諸如 DLL(動態(tài)鏈接庫)、DDE(共享庫)、ActiveX 等；(7)強大的 Internet 功能，支持常用網(wǎng)絡協(xié)議，方便網(wǎng)絡、遠程測控儀器開發(fā)。利用 LabVIEW 可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí)行文樣，它是一個真正的 32 位編譯器。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW 提供 T Windows，UI VIX，Linux，Macintosh 的多種版本。LabVIEW 環(huán)境下開發(fā)的程序稱為 VI (Virtual Instrument)。一個完整的VI 程序由三部分組成：前面板(Front Panel)、框圖程序(Block Diagram)和圖標/連接口。VI 程序由三部分組成：前面板(Front Panel)、框圖程序(Block Diagram)和圖標/連接口。VI 前面板：前面板類似于傳統(tǒng)儀器的模擬面板，主要由輸入控制器((Control)和輸出指示器((Indicate)組成。用戶在使用虛擬儀器時，通過鼠標、鍵盤來對儀器進行參數(shù)設定，并在顯示類控件中對測試結果進行顯示。VI 框圖程序：框圖程序相當于程序的源代碼，只有在創(chuàng)建了框圖程序以后該程序才能真正運行。主要包括了節(jié)點、數(shù)據(jù)端口和連線，其中節(jié)點即一個執(zhí)行單位，是 VI 程序運行的要素，可以把它理解為程序的一條語句。VI 用圖標代碼和連線來完成算術和邏輯運算， 圖標代碼是對具體變成問題的圖形化解決方案。VI 的圖標/連接口相當于傳統(tǒng)儀器的接口，用來實現(xiàn)功能的擴展。VI 使用接口板來代替文本編程的函數(shù)參數(shù)表，每個輸入和輸出的參數(shù)都有自己的連接端口，其他相關的 VI 可以通過它來相互傳遞數(shù)據(jù)。VI 是具有層次結構和模塊化的特點。像其他高級編程語言中，一個函數(shù)可以調用其他的函數(shù)作為它的子函數(shù)一樣。對于一個 VI，也可以在框圖程序中通過其他的 VI 的圖標/連接口來調用其他的 VI 作為其子程序，這些被調用的 VI 稱為 工以程序設計符合了模塊化的程序設計思想，并對這種思想起了推進作用。我們將一個復雜的應用程序逐步劃分成為一系列簡單的子任務，并為每一個子任務創(chuàng)建一個 VI，再將它們裝配到另一個圖標代碼中最終完成一個復雜的任務。這樣，頂層的 VI 包含著一系列的 VI，其中每個 VI 都用于完成特定的功能，由于每個子 VI 都可以單獨執(zhí)行，這樣使得在程序調試的時候非常方便。此外，許多底層子 VI 可以完成不同應用軟件的通用功能，所以可以為將要構建的應用軟件開發(fā)一系列的適用子 VI，這些子 VI 可以重復利用，使得大大提高了程序的開發(fā)效率。LabVIEW 建立在易用的圖形化編程語言上，符合模塊化程序設計思想，滿足了測試系統(tǒng)開發(fā)的需要。因此在本系統(tǒng)的設計中，我們采用 LabVIEW 來進行開發(fā)編程。測試系統(tǒng)軟件至上而下分為頂層應用程序，中層功能模塊，以及底層的驅動程序和開發(fā)環(huán)境支持三個層次。底層驅動程序接口是由軟硬件廠商提供的，包括LabVIEW 圖形化編程環(huán)境和板卡的驅動程序。中層的功能模塊是在LabVIEW環(huán)境下編程實現(xiàn)的子程序集，包括對板卡編程實現(xiàn)的測量模塊、對數(shù)據(jù)的處理分析模塊、數(shù)據(jù)庫調用模塊及存儲顯示模塊等。頂層應用程序是最終提供給用戶使用的具有完善測試界面和配置界面的應用程序。對于論文所設計的性能測試系統(tǒng)，軟件編程所采用的是按照模塊化設計，層次調用、結構化的思想，把任務分解為一系列任務，每一項任務還可以分解為更多項小任務，然后將其組合來完成更大的任務。因此，在LabVIEW軟件平臺中具體表現(xiàn)為“從上至下”的設計，程序中的“底層”就是一個個VI，當設計編好一個VI，你可以把它當作一個SubVI在比它更高的層中使用，而且這種層次是沒有限制的，一個個的VI構成整個系統(tǒng)程序的總體。軟件的程序結構是一種程序流程控制節(jié)點，它們放置在程序框圖中，外形一般是一個大小可以縮放的邊框，當它與其他節(jié)點的連線由數(shù)據(jù)傳遞過來時，邊框內的一段代碼或者反復執(zhí)行，或者有條件執(zhí)行，或者按照一定順序執(zhí)行，下面來介紹在本文研究的性能測試系統(tǒng)中控制程序運行的幾種常用結構。(1)Case 結構一般測試系統(tǒng)分析功能都比較多，需要用合適的算法判定程序在各個時刻應該運行哪種分析功能。這種情況一般采用 LabVIEW 的布爾控件控制 Case 結構，使每種分析形式對應于一個布爾控件，從而構成一系列的 Case 結構。但是在 Case 結構過多的情況下，將會在很大程度上影響系統(tǒng)的速度。這是因為 LabVIEW 的運行機制是多線程并行的，如果直接利用布爾控件控制，運行中每次循環(huán)都要對所有布爾控件判定之后才能確定程序的分支流程，所需時間較長，所以運行速度慢。為了提高運行速度，將原來的多個 Case 結構合并為一個，合并后 Case 結構的輸入值不再是單一的布爾控件，而變成改進后的輸入值。 圖38 case結構簡單應用前面板圖 圖38 case結構簡單應用前面板圖(2)While 循環(huán)結構While 循環(huán)條件循環(huán)結構是一種無限循環(huán)結構，只要條件滿足，它就可以一直循環(huán)運行下去。While 循環(huán)可以反復執(zhí)行循環(huán)體的程序，直至到達某個邊界條件。它類似于普通編程語言中的 Do 循環(huán)。While 循環(huán)的框圖是一個大小可變的方框，用于執(zhí)行框中的程序，直到條件端子接收到的布爾值為 FALSE。如圖310和311所示。(3)For 循環(huán)結構For 循環(huán)結構在程序設計時，F(xiàn)or 循環(huán)一般用于循環(huán)次數(shù)已知的情況。For 循環(huán)將把它的框圖中的程序執(zhí)行指定的次數(shù)，F(xiàn)or 循環(huán)具有下面這兩個端子：N：計數(shù)端子（輸入端子）—用于指定循環(huán)執(zhí)行的次數(shù)；i：周期端子（輸出端子）—含有循環(huán)已經(jīng)執(zhí)行的次數(shù)。 圖310 While 循環(huán)應用的前面板圖圖311While 循環(huán)應用的程序框圖(4)函數(shù)信號發(fā)生器(a)任意波形的發(fā)生 ,任意波可實現(xiàn)公式輸入。(b)信號頻率、幅度、相位、偏移量可調可控。(c)方波占空比可調。(d)噪聲任意可加、創(chuàng)建友好界面、信號波形顯示。(e)輸出頻譜特性。 圖312 For循環(huán)的簡單應用前面板圖圖313 For循環(huán)的簡單應用程序框圖4 性能測試系統(tǒng)的軟件界面設計及流程 軟件界面設計思想 用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生一個模擬電壓曲線，然后在把此波形除以一個常數(shù)得到模擬的電流然后用擬和函數(shù)產(chǎn)生I/V曲線。最終通過V*I算出功率。對于模型的擬合程度，我們可以利用（）來求取各階的實際數(shù)值與真實函數(shù)值之間的波動情況，簡略的以此來鑒定該階數(shù)在特定的那種情況下的擬合程度， 此外，還有一種更為簡單的判斷方法，再每個[p,s]=polyfit(x,y,n)中，返回一個在采樣點的誤差向量s，所以1階時，擬合情況較好，誤差值較小，較為符合實際情況，應采用低階。 圖 41 界面圖 程序框圖 圖41前面板圖 圖42 程序框圖5 結論展望 總結本論文主要完成了以下工作：(1)分析了太陽能電池的工作原理和負載特性，利用NI的多功能數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行顯示和存儲。(2)利用LabVIEW軟件編制了系統(tǒng)的各個功能模塊，并實現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)的自動分析、處理、圖形的繪制以及數(shù)據(jù)的擬合。(3)通過LabVIEW軟件的數(shù)據(jù)處理功能，對太陽能電池最大功率點進行了詳細分析，并對常用的最大功率點跟蹤方法進行了研究。(4)采用虛擬儀器的軟硬件測試手段，在不同的負載電阻和光照強度變化條件下對太陽能電池的輸出特性進行了模擬光照射試驗，完成了對太陽能電池的性能測試。測試結果表明系統(tǒng)符合設計的要求。太陽能電池是一個新興產(chǎn)業(yè)，國內對太陽能電池的研究也是處于初始階段，各種技術還不成熟。本課題的研究只是一個初步嘗試，由于間和條件的限制，本測試系統(tǒng)還存在不足之處，許多問題還有待于深入、廣泛地研究和進一步完善。主要存在以下幾個方面：(1)試驗的準確性有待進一步提高。隨著對太陽能電池研究的不斷深入，對試驗所測試數(shù)據(jù)的精度要求也在不斷提高，所以必須提高整個試驗系統(tǒng)的精度。(2)由于太陽能電池在工作時受外部因素如溫度、工作電壓的非穩(wěn)定性等因素的影響，本測試系統(tǒng)智能校正部分功能需在今后的工作中進一步完善和提高。致謝本論文是在指導老師趙蘭的密切關懷和悉心指導下完成的。從論文的選題、直至論文的審閱與修改，自始至終都得到了老師的悉心指導和熱忱關懷。值此論文脫稿之際，謹向趙老師致以最真摯的感謝和最崇高的敬意。趙老師敏捷的思維、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的知識、理論聯(lián)系實際的工作作風和對工作高度的責任心都深深地感染了我，為我樹立了良好的榜樣，并時刻鞭策我更加努力的學習和勤奮的工作。唯有在今后的工作和生活中嚴格要求自己，不辜負趙老師對我的期望。最后，我要深深的感謝曾經(jīng)幫過我的老師、同學、朋友以及家人，長期以來，他們對我求學之路的支持、關心和鼓勵實在難以用語言表達，我所取得的每一份成績都離不開他們的幫助，我唯有以更出色的成績來報答他們!再次向所有幫助我、關心我的人表示我真誠的謝意!謝謝! 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