LabVIEW编程：使用公式节点，简化程序代码，求解一元二次方程根

公式节点介绍

LabVIEW是一种图形化的编程语言，在框图程序中，如果涉及到了复杂的数学运算，框图程序的连线将会十分繁琐复杂，而且不直观，调试、改错也不是太方便，这时候，就可以用LabVIEW中提供的公式节点函数实现相应的计算功能了，其位于函数面板的“编程”-->“结构”子面板中。

在公式节点中输入文本公式时，其语法同C语言类似，如每个公式语句必须以分号结束，可使用内置的多种数学函数，包括abs、sin、sinc、cos、ceil、exp、floor、log、log2、max、min、mod、pow、rand、sign、tanh等，同时，公式节点中可声明变量，也支持一些常用的C语言的语句（包括赋值语句、if条件语句、 for和do、while循环语句、Switch分支语句）等。公式节点与C语言语言的区别在于一些变量类型的声明上有着细微区别。

利用公式节点，将数学公式的文本表达式输入在公式节点的框图内，并连接相应的输入、输出端口，则LabVIEW会自动根据公式计算出正确的结果，并从输出端输出。

下面通过使用公式节点求解一元二次方程的例子，说明公式节点的编程方法。

示例说明

对于如下的一元二次方程：

设计LabVIEW程序，输入一元二次方程的三个系数a、b、c，求解出该方程的两个根，并且允许用户在程序中多次输入不同的系数，以求解不同的一元二次方程的解。

根据题目要求，设计前面板如下图所示：

在前面板上，a、b、c三个控件用作一元二次方程系数的输入，x1、x2作为方程根的结果输出。其中，a、b、c控件类型为double（双精度）类型，x1、x2为complex double（双精度复数）类型。

编程思路及程序框图实现

对于上面的一元该方程，令delta=b^2-4*a*c，从数学上来讲，需根据delta的值来判断该方程的根情况：

当delta>=0时，其两个根为实数解，分别为(-b+sqrt(delta))/(2*a)和(-b-sqrt(delta))/(2*a)；

当delta<0时，其两个根为复数解，实部皆为-b/(2*a)，虚部分别为sqrt(-delta)/(2*a)和-sqrt(-delta)/(2*a)。

其中，sqrt(delta)代表对delta作开根号运算。

根据上面的分析，设计程序框图如下图所示：

程序框图使用while循环+事件结构的框架，在三个系数a、b、c值改变事件中使用公式节点计算方程的根。

在公式节点中，根据a、b、c的输入，判断delt的值，根据其值情况求解一元二次方程的根。两个根皆用复数表示，在公式内部求解其实部和虚部值。注意，当delt>0时，其虚部值为0。最后，在公式节点外部使用“实部虚部至复数转换”函数将其组合为复数，作为最终方程的根。

至此，程序就设计完成了，当在前面板修改系数a、b、c的值时，会实时显示出当前一元二次方程的根情况。

总结

这儿演示了在LabVIEW中使用公式节点求解一元二次方程根的编程方法，通过这个例子，可看出在LabVIEW中使用公式节点进行编程的一般步骤如下：

1.  创建新的公式节点

2.  在框中输入文本行表示的数学公式和文本语句

3.  添加输入/输出数据端口，并命名（与公式中变量同名）

4.  将数据端口与公式节点的输入/输出端口进行连接，通过输出端口得到计算结果

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