基于LabVIEW的直線倒立擺控制實驗平臺設(shè)計.pdf

1、在自動控制教學(xué)中,希望能有一個典型的控制實驗平臺來驗證書本中的知識。倒立擺系統(tǒng)是非線形、強耦合、多變量和自然不穩(wěn)定的系統(tǒng)。常用來作為自動控制理論的教學(xué)、實驗和科研中的典型被控對象,構(gòu)建一個實驗平臺。
　　 LabVIEW是一種功能強大的圖形化語言,能夠方便的與外部硬件連接,實現(xiàn)實時控制。LabVIEW可將代碼生成可執(zhí)行文件,脫離LabVIEW環(huán)境運行。如今LabVIEW已成為編寫控制與測試圖形化系統(tǒng)的標(biāo)準設(shè)計平臺。本文采用Lab

2、VIEW作為開發(fā)語言,設(shè)計了直線倒立擺控制實驗平臺。
　　 本文以NI硬件為基礎(chǔ),開發(fā)了直線倒立擺控制實驗平臺,并成功的將實驗平臺的軟件移植到固高倒立擺實驗系統(tǒng)上。本文主要工作如下:
　　 1)分析和建立直線倒立擺的數(shù)學(xué)模型,使用NI(美國國家儀器)公司的運動控制卡PXI7344和嵌入式控制器PXI8196為硬件,設(shè)計了的倒立擺實驗平臺并介紹了工作原理。
　　 2)使用LabVIEW完成了Windows下的倒立擺

3、仿真及實時控制實驗平臺的設(shè)計。該平臺提供了多個實驗,每個實驗都可分別進行仿真和實時實驗,操作方便,界面友好。本文中僅以模糊控制為例介紹平臺功能。本實驗平臺的一大特色是使用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立了倒立擺三維模型,能將仿真運動過程通過倒立擺三維動畫形象的展示給用戶。
　　 3)由于倒立擺控制系統(tǒng)本身具有的復(fù)雜性和對實時性的高要求而Windows是非實時系統(tǒng),在分析了上文實時控制實驗的缺點和LabVIEW Real-Time模塊的特點后,

4、選用該模塊開發(fā)可部署到實時終端上的倒立擺控制程序,解決了實時性問題。本文總結(jié)了LabVIEW開發(fā)雙機型實時控制程序的一般模式,概括了安裝實時系統(tǒng)的步驟。文中對LabVIEW Real-Time模塊的研究,可應(yīng)用到對三級以上倒立擺控制并可推廣到其他設(shè)備實時控制的開發(fā),有一定的實用價值。
　　 4)將以NI硬件為基礎(chǔ)的實時控制平臺移植到固高倒立擺硬件上。本文在LabVIEW下調(diào)用固高運動控制卡的驅(qū)動函數(shù),實現(xiàn)了LabVIEW對非NI