基于LabVIEW的控制實驗系統(tǒng)的設計與開發(fā).pdf

1、實驗在控制理論的教學、研究中占有重要地位，是進行素質教育的重要環(huán)節(jié)和手段。但是目前，如何實現(xiàn)理論教學與實驗的有機結合尚在探討之中，傳統(tǒng)的實驗系統(tǒng)存在著實驗模式落后、內(nèi)容單一、效率不高、資源利用率較低等問題。另外傳統(tǒng)實驗系統(tǒng)多采用文本式開發(fā)環(huán)境，編程繁瑣、調試困難、降低系統(tǒng)的靈活性，而圖形化編程語言LabVIEW以其簡單、靈活、模塊化的編程方式大大提高了實驗開發(fā)的效率。在東北大學“985工程”流程工業(yè)綜合自動化科技創(chuàng)新平臺的支持下，本文開

2、展了高水平教學實驗系統(tǒng)的研究，其目標是合理的利用有限的資源，實現(xiàn)軟硬件資源的共享和綜合利用，使學生能在控制實驗系統(tǒng)上快速地進行信號檢測、控制器設計、控制驅動等方面的實驗訓練。本文主要研究工作如下：
　　 1.設計了基于LabVIEW軟件環(huán)境和Quanser教學實驗儀器平臺的控制實驗系統(tǒng)的整體結構，該控制實驗系統(tǒng)具有模塊化、可重構、可移植、可擴展的特點，支持圖形化、模塊化編程，支持網(wǎng)絡實驗，實現(xiàn)了從輔助教學、本地實驗、網(wǎng)絡實驗的全

3、程操作與管理。采用模塊化的設計思想，易于實現(xiàn)實驗系統(tǒng)的擴展和軟件的重用，大大提高了實驗系統(tǒng)開發(fā)的效率。具有友好的人機界面，實現(xiàn)系統(tǒng)的可視化管理，提高實驗操所效率。
　　 2.搭建并開發(fā)了控制實驗系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。在硬件方面，主要工作包括對控制器、驅動器、數(shù)據(jù)采集卡的選型設計，系統(tǒng)各部分的接線設計，完成控制系統(tǒng)的聯(lián)接和調試。在軟件方面，基于層次化、模塊化的設計思想設計了軟件系統(tǒng)的體系結構和功能，開發(fā)了的接口模塊庫、控制算法

4、模塊庫、對象模型模塊庫、實驗登陸界面、實驗管理界面、實驗操作界面。
　　 3.基于上述控制實驗系統(tǒng)開展了典型實驗設計和實驗研究。設計了豐富的實驗方案，包括PV控制，自適應控制，模糊控制，極點配置，線性二次型最優(yōu)控制，滑?？刂啤２⑦x取Quanser的典型實驗教學設備，利用封裝的模塊庫開發(fā)實驗程序，進行實驗研究，驗證了實驗系統(tǒng)的高效性、實驗算法的準確性和模塊封裝的正確性。
　　 4.研究了基于LabVIEW的遠程發(fā)布技術，構