基于LabVIEW的控制系统仿真
- 格式:pdf
- 大小:558.65 KB
- 文档页数:4
搭建基于labview的xPC目标实时仿真系统控制平台颜艳腾;叶周;张锐【摘要】介绍了实时控制系统平台xPC Target,并且研究了如何在xPC目标环境下构建实时仿真测试系统。
研究了xPC目标的C API接口编程及其API函数以及labview如何调用DLL动态链接库,建立了基于labview的xPC宿主机控制及遥测平台,该平台用于某卫星的姿轨控半物理仿真系统的地面验证,为其提供了功能强大并富于人性化的人机交互接口,实际应用表明该控制平台完全可以实现对xPC目标机程序的控制。
%The xPC Real-Time simulator was intruduced. Studied that how to build a real-time simulation testing system in xPC target environment. Studied the xPC target C API programming interface and API functions and how to call DLL dynamic link library. Established the control and telemetry platform of xPC host PC based on labview.The platform is used to a satellite attitude and orbit control ground verification system .and it can provide a powerful and rich computer interaction interface. The experiment and application show that this control platform can control the program of xPC Target completely.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P69-71,75)【关键词】实时仿真;xPC目标;API函数;labview【作者】颜艳腾;叶周;张锐【作者单位】中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050; 上海微小卫星工程中心上海 201203;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050; 上海微小卫星工程中心上海 201203;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050【正文语种】中文【中图分类】TN927+.2xPC目标是MathWorks公司提供和发行的一个基于RTW体系框架的附加产品,可将Intel80x86/Pentium计算机或PC兼容机转变为一个实时系统,而且支持许多类型的I/O设备,用户只需安装相关的软件、一个编译器和I/O设备板,就可将一个PC兼容机作为实时系统,来实现控制系统或DSP系统的快速原型化、硬件在回路中的测试和配备实时系统的功能[1-2]。
基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统设计周春明【摘要】A method of design of measurement and control simulation experiment system based on LabVIEW and Proteus was proposed with the remote temperature controlling system as an example. AT89C51 in Proteus was used as the slave computer to achieve the functions of temperature acquisition, A/D conversion and data transmis-sion to the host computer. LabVIEW was employed to construct the master system to achieve the PID control of the received temperature. It transmitted the PID adjustmentdata to SCM in order to adjust its PWM wave’ s duty rati-o. So the working state of“OVEN” could be controlled and the purpose of the remote temperature controlling could be achieved. The master system communicated with the slave computer by a pair of virtual serial ports constructed by Virtual Serial Port Driver 6 . 9 . Simulation results demonstrated the validity of the methods of design of measure-ment and control system. It has a practicability in the field of experiment teaching and project development.%以单片机远程温度控制系统为例,给出了一种基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统的设计方法,利用Proteus中的AT89 C51单片机仿真下位机运行,实现温度的采集、 A/D转换器的控制及向上位机传输数据等功能。
使用LabVIEW进行模拟和仿真LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种广泛应用于虚拟仪器技术的开发环境和程序设计语言。
利用LabVIEW,工程师和科学家可以利用图形化界面,快速开发出可靠的控制、测量和数据采集系统。
除了用于硬件控制和数据采集,LabVIEW还可以用于模拟和仿真,为系统设计和验证提供支持。
一、LabVIEW的基本概念LabVIEW使用基于图形的编程语言——G语言,使得用户能够通过简单地在屏幕上拖拽和连接不同的函数模块,来完成各种任务。
用户可以创建自定义的虚拟仪器界面,来模拟和仿真实际系统的行为。
LabVIEW提供了丰富的功能,包括数据采集、信号处理、控制逻辑等。
用户可以从库中选择适当的函数模块,拖拽到程序框图中,然后通过连接线将其组合在一起。
这种视觉化的方法,使得程序的开发变得直观和易于理解。
二、LabVIEW的模拟功能LabVIEW具有强大的模拟功能,用户可以通过构建合适的模型,模拟出实际系统的行为。
LabVIEW支持各种不同的模拟方法,包括数学模型、物理模型、电路模型等。
在LabVIEW中,用户可以使用数学函数和运算符,来构建数学模型。
通过输入合适的参数,用户可以模拟出各种不同的数学运算,如傅里叶变换、微分方程求解、积分等。
这使得用户能够更好地理解系统的行为,预测系统的响应。
另外,LabVIEW还提供了专门的工具箱,如信号处理、控制系统、通信等,用户可以利用这些工具箱,按照实际需求进行模拟和仿真。
这些工具箱提供了各种不同的函数模块,便于用户构建各种复杂的模型。
三、LabVIEW的仿真功能除了模拟功能,LabVIEW还具有强大的仿真能力。
用户可以根据实际系统的特性,构建相应的仿真模型,并对其进行仿真验证。
LabVIEW提供了各种不同的仿真方法,如时域仿真、频域仿真等。
在LabVIEW中,用户可以通过输入系统的物理参数和初始条件,构建相应的物理模型。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
通过NI LabVIEW 平台完成控制系统的设计、仿真及实现LabVIEW 图形化系统设计平台使用LabVIEW 图形化系统设计平台,您能够在同一个软件环境中完成控制系统的设计、仿真以及实现。
20 多年来,LabVIEW 作为一种直观的图形化语言,可以自然地表达整个系统,使得更多的软件设计和算法容易理解并被重复使用。
通过开放的LabVIEW 环境和与之无缝集成的硬件,能够方便地将设计从理论阶段带入实现阶段,完成系统辨识、控制设计、动态系统仿真以及实时系统实现。
宽泛的硬件集成选择由于NI 与第三方硬件之间结合紧密,几乎可以使用任何传感器、执行器、微处理器或FPGA ,调试算法并将算法发布到具有实时可靠性的硬件系统上。
/china/embedded图形化设计设计并优化复杂的动态系统模型交互式算法开发快速调节算法或交互式地修改仿真参数开放式设计平台整合使用第三方软件包(例如The MathWorks ,Inc. Simulink ®软件)建立的模型直观的用户界面交互地使用表盘、刻度计、波形图表、三维图形等方式更好地显示数值结果多种计算模型快速而有效地将图形化编程、文本数学公式以及状态图结合在一起,或是重用已有算法使用LabVIEW设计控制系统LabVIEW提供了一套完整的简化控制设计的工具。
LabVIEW作为一个完整的编程环境,能够提供与传统编程语言相同的灵活性;同时,其图形化特性能够提高进行自定义算法开发、分析以及可视化的效率。
系统辨识——根据用NI硬件测量到的实际系统的激励和响应,推导数学模型。
控制设计与仿真——设计控制器及动态系统参数,仿真验证控制器性能,无需重新编译直接将代码发布到实时系统硬件上。
高级控制算法——现成可用的高级控制算法,例如自适应PID以及模型预测控制(MPC)等,或是通过一个简单的软件模块自定义控制算法。
使用NI硬件对控制系统进行原型验证以及发布无论是快速原型开发、硬件在环测试或是控制系统的最终实现,都可以利用NI的硬件平台完成。
使用LabVIEW进行控制系统设计实现稳定可靠的控制LabVIEW是一款功能强大的图形化编程环境和开发平台,广泛应用于控制系统的设计与实现。
本文将探讨如何利用LabVIEW来设计和实现稳定可靠的控制系统。
一、LabVIEW概述LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是由美国国家仪器公司(NI)开发的一种基于图形化编程的集成开发环境(IDE)。
通过可视化的图形化编程界面,用户可以快速构建控制系统、数据采集系统等。
LabVIEW具有丰富的功能模块和工具库,可以实现从基本的控制算法到复杂的控制策略的设计与开发。
二、LabVIEW的特点1. 简便易学:LabVIEW采用基于图形化编程的开发方式,通过将编程语言转换为图形符号及线连接的方式来开发程序,大大降低了门槛,使得初学者也能轻松上手。
2. 功能丰富:LabVIEW拥有众多的工具箱和模块,包括控制、信号处理、通信等方面,能够覆盖各种控制需求。
3. 可视化编程:通过图形化界面,可以清晰直观地查看和编辑程序,方便调试和修改。
4. 开放性与兼容性:LabVIEW可以与其他各类硬件和软件进行良好的兼容,方便与外界设备进行数据交互。
5. 稳定可靠:LabVIEW基于底层稳定的数据采集和处理技术,保证了控制系统的稳定性和可靠性。
三、LabVIEW在控制系统设计中的应用1. 设计控制算法:LabVIEW提供了丰富的控制算法模块,可以通过简单拖拽设置参数,快速搭建并调试控制算法。
2. 数据采集与处理:LabVIEW支持多种类型的数据采集设备,通过与传感器、执行器等的连接,可以实时获取系统的输入和输出数据,并进行处理和分析。
3. 控制系统模拟与验证:利用LabVIEW的仿真工具,可以在计算机上进行控制系统的仿真与验证,有效降低实际应用中的试错成本。
4. 通信与联网:LabVIEW支持多种通信协议和接口,可以实现与其他设备的数据交互和协同控制,实现多机互联。
二阶系统时域分析虚拟实验系统 一、二阶系统时域分析原理能用二阶微分方程描述的系统为二阶系统。
它在控制工程中的应用十分广泛,此外,许多高阶系统在一定的条件下,常常近似地作为二阶系统来研究。
1、 数学模型二阶系统的运动方程一般具有以下一般形式22()()2()()d c t dc t T T c t r t dt dtζ++=式中,ζ为二阶系统阻尼比,无量纲;T 为二阶系统时间常数,单位为秒。
对上式进行拉氏变换的二阶系统的传递函数为 22()1()()21C s s R s T s Ts ζΦ==++ 引入参数1Tω=,称作二阶系统的无阻尼自然振荡角频率,单位为rad/s 。
传递函数变为 222()()()2n n n C s s R s s s ωζωωΦ==++ 二阶系统的结构框图如下所示2、 单位阶跃响应对于单位阶跃输入()1()r t t =,1()R s s=,于是 2222221()(2)2n n n n n n s C s s s s s s s ωζωζωωζωω+==-++++212()()n s s s s s ω=-- 求其拉氏反变换可得到二阶系统的单位阶跃响应。
当ζ为不同值时,二阶系统的特征根在s 平面上的位置不同,所对应的响应就具有不同的形式。
a ζ=0 (零阻尼)222221()()n n n sC s s s s s ωωω==-++ 时域响应为 ()1cos n c t t ω=- (0)t ≥ b ζ>1 (过阻尼)2221()2n n ns C s s s s ζωζωω+=-++ 此时,1,2(n n s ζωωζω=-±=- 可见系统具有两个不相等的负实数极点。
于是,系统单位阶跃响应为12//2121()1/1/1t T t T e e c t T T T T --=++--式中,1T =;2T =c ζ=1(临界阻尼)222211()(2)()n n n n n n C s s s s s s s ωωζωωωω==--++++ 因此, ()1n n tt n c t ete ωωω--=-- (0)t ≥,此时闭环系统的两个极点是1,2n s ω=-。
利用LabVIEW进行电路设计与仿真LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一款由美国国家仪器公司开发的工程软件平台,可以用于进行数据获取、分析、控制以及仿真等各种工程应用。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行电路设计和仿真。
一、LabVIEW的基本原理和特点LabVIEW是一种图形化的编程环境,其特点是使用图形符号和连线表示程序控制流程,并且可以实时进行数据采集和处理。
下面是LabVIEW的基本原理和特点:1. 数据流程图:LabVIEW使用数据流程图代替了传统的文本编程,可以直观地表示程序的逻辑关系和数据流向。
用户可以通过将各种图形符号(节点)拖拽到界面上,并通过线条连接它们,来搭建程序的结构。
2. 真实时性:LabVIEW具有良好的实时特性,可以实时采集、处理和显示实验数据。
此外,可以通过嵌入式硬件模块,与实际物理设备进行连接,实现数据的实时获取与控制。
3. 界面友好:LabVIEW提供了丰富的控件和界面设计工具,使用户能够方便地创建直观美观的界面。
二、电路设计与仿真的步骤1. 创建VI(Virtual Instrument):VI是LabVIEW中的基本单元,可以理解为一个子程序或函数。
首先,打开LabVIEW软件并创建一个新的VI。
2. 绘制电路图:在VI中,选择适当的控件和函数节点,将它们拖拽到界面中。
根据电路的需求,选择不同的节点,并使用连线将它们连接起来。
对于简单的电路,可以使用基本逻辑门、电阻、电容等元件进行搭建;对于复杂的电路,可以使用函数节点进行更高级的建模。
3. 参数设置与信号输入:在VI中,设置电路中的参数,如电阻和电容的数值等。
同时,选择适当的信号源,可以是连续的信号源、脉冲信号源或其他类型的信号源。
4. 进行仿真:点击LabVIEW界面上的运行按钮,即可开始仿真。
LabVIEW会根据电路图中的元件和连接关系,生成仿真结果。
利用LabVIEW进行控制系统设计和仿真随着科技的发展和技术的不断进步,控制系统在工业自动化和实验室研究中起着至关重要的作用。
而LabVIEW作为一款流行的程序设计和开发环境,具有强大的功能和灵活的应用性,被广泛用于控制系统设计和仿真。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行控制系统设计和仿真,以及该软件在实践中的应用。
一、LabVIEW简介LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是由美国国家仪器公司(National Instruments)开发的一种基于图形化编程的集成开发环境(IDE)。
它以可视化方式与仪器设备和测量设备进行交互,提供了一个灵活、高效而又直观的开发平台。
LabVIEW具有模块化的设计、多线程并行处理、易于调试和可视化的优势,被广泛用于测量、控制和数据采集等领域。
二、LabVIEW在控制系统设计中的应用1. 系统建模与仿真利用LabVIEW,可以将复杂的控制系统建模,并对其进行仿真分析。
LabVIEW提供了丰富的信号处理和系统建模的工具箱,可以通过拖放组件和连接线,搭建系统模型。
通过调整参数和输入信号,可以模拟系统不同的工作状态,快速验证和优化控制策略。
2. 实时控制与数据采集LabVIEW的强大之处在于其实时控制和数据采集的能力。
通过与硬件设备的交互,LabVIEW可以快速实现对进程或系统的实时控制,并实时采集数据并进行处理。
这对于工业自动化和实验室研究提供了便利,同时也为数据分析和算法优化提供了基础。
3. 界面设计与人机交互LabVIEW具有友好的界面设计和人机交互功能。
通过LabVIEW的界面编辑器和可视化控件,可以轻松创建出美观、直观的用户界面,并实现与用户的交互。
这对于操作员的实时监控和系统操作提供了便利,提高了整体系统的可用性和易用性。
三、利用LabVIEW进行控制系统设计和仿真的案例下面以一个汽车制动控制系统为例,简要介绍如何利用LabVIEW 进行控制系统设计和仿真。