基于LabVIEW的控制系统仿真
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3.期刊论文 刘撷捷.杨智.范正平.Liu Xiejie.Yang Zhi Fan.Zhengping 基于LabVIEW的PID参数自整定控制器设计
-自动化仪表2009,30(11)
PID参数自整定是现代自动化仪表具有的一个重要功能.利用虚拟仪器卓越的分析功能和强大的数据采集处理及运算功能,配合其工程开发平台 LabVIEW,设计了基于继电反馈PID参数自整定控制器.通过仿真及实时控制实验,证实了该算法可利用虚拟仪器技术实现的可行性及其抗干扰能力的有效性 ,控制效果令人满意,对自动化研究者具有较大的科学方法理论验证及工程实用价值.
［关键词］ＬａｂＶＩＥＷ；ＰＩＤ；虚拟仪器；控制系统仿真
［中图分类号］ＴＰｌ５
［文献标识码］Ｂ
１．引言 控制要求的日益提高，被控对象的日益复杂，以及对
安全、经济考虑的日益重视，人们已几乎不可能在被控对 象上进行直接的控制系统设计，控制系统的仿真，已经成 了控制系统设计的一个关键步骤【ｌ】。·
由于ＭＡＴＬＡＢ具有强大的计算功能，过去，大量的控 制系统仿真采用ＭＡＴＬＡＢ软件来实现，而ＭＡＴＬＡＢ也存 在一些不足，如人机界面设计不方便、没有提供与计算机 硬件的接口、无法进行端口操作、不能实现实时监控等。 如今，ＮＩ开发了ＬａｂＶＩＥＷ控制与仿真工具包，ＰＩＤ控制 工具包等开发控制应用程序的专用工具包，为ＬａｂＶＩＥＷ 用于控制系统仿真提供了有力的保障。ｈｂＶＩＥｗ具有以 下优点：（１）具有出色的数据可视化能力；（２）集成了强大 数学及信号处理功能；（３）丰富的函数模块使仿真效率非 常高；（４）强大的硬件Ｉ／Ｏ功能使仿真程序可以很方便的
5.学位论文 郭朝 变速风力发电机组的电液伺服变桨距控制研究 2007
风能是一种清洁的可再生能源，自能源危机以来，以风力发电为代表的风能利用技术受到人们的广泛关注。大型化、变速恒频、变桨距技术是风力 发电技术的发展趋势。针对大型风力机变桨距控制要求，提出利用电液伺服阀控制液压缸来实现对风力机叶片节距角的控制，设计了实现风力机变桨距 调节的执行机构，建立了电液伺服变桨距位置控制系统，并基于Lab VIEW虚拟仪器平台开发了测控系统，进行了液压缸位移的PID闭环控制实验。
２００８年第６期
安徽电子信息职业技术学院学报
Ｎｏ．６ ２００８
第７卷（总第３９期） ＪＯＵＲＮＡＬＯＦ ＡＮＩＫｑ ＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ ＯＦ ＥＩ．ＥＣＴＲＯＮＩＣＳ＆ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｎｏ．３９ Ｖ０１．７
ｍ
）
Ｉ＿■＿＿＿＿■＿＿＿＿＿■＿■●■■●■■＿■■■■■●＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿●＿●■●＿＿＿＿■■■■■■■■●■■●■■●■●■■■●■■■■■■●■●■＿●■■■●■●■■■●■■●■＿＿■■■■■■■■■●■■■■●■■■■■■一
的Ｋｐ＝３．２，陪１．８。静差消除。该系统只考虑ＰＩ控制，如果
系统需要加入微分控制来提高控制品质，只要在Ｔｄ滑竿 前打勾，调节Ｔｄ大小即可实现ＰＩＤ控制。
图４纯比例作用仿真结果
３．结束语 该控制系统具有友好的人机图形交互界面，能方便、
高效地进行ＰＩＤ控制系统的设计。ＬａｂＶＩＥＷ与传感器、信 号调理电路、数据采集板卡等硬件设备有良好的结合，该 控制系统经过一定改进之后可以方便的用于实际工业过 程。
首先根据空气动力学原理，分析了风力机的动力学特性，推导出风能利用系数C<p>的表达式，从理论上说明风力机变桨距控制的原理；根据大型风 力机所需控制功率大、要求响应速度快的特点，提出了采用电液伺服阀-伺服液压缸-变桨距控制的构架。
提出了变桨距机构的设计思路和要求，并利用了三维软件Pro/E wildfire设计出可变桨距的风力机虚拟样机，在Mechanism环境中进行了风力机运动 学分析。
5.王钊.陈真 基于LabVIEW的PID远程控制系统开发[期刊论文]-实验技术与管理 2006(12)
6.金以慧 过程控制 1999
相似文献(10条)
1.期刊论文 冯鑫.高晓阳.方立 基于Lab VIEW的麦芽干燥温度控制系统设计 -安徽农业科学2009,37(21)
以NI公司的USB-6009数据采集卡为硬件,以Lab VIEW 8.5及其PID工具包为软件开发平台,设计一个可实时控制的温度调节系统.该系统通过数据采集 卡对现场的温度进行实时采集,并由软件开发平台进行信号的分析处理和显示,然后使用PID神经网络控制算法对现场温度进行实时控制.最后用Matlab仿 真软件对干燥系统进行仿真.
［参考文献］ ［１］钱积新，王慧，周立芳．控制系统的数字仿真及计 算机辅助设计ＣＭ］．化学工业出版社，２００３． ［２］Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ：ＰＩＤ Ｕｓｅｒ Ｍａｎｕａｌ［Ｚ Ｊ．２００６．８ ［３］Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ：Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｔｏｏｌｋｉｔ Ｕｓｅｒ Ｍａｎｕａｌ［ｚ］．２００６．２ ［４］侯国屏，王坤，叶齐鑫．ＬａｂＶＩＥＷ７．１编程与虚拟仪 器设计ｒｉ］．北京：清华大学出版社，２００５． ［５］王钊，陈真．基于ＬａｂＶＩＥＷ的ＰＩＤ远程控制系统 开发［Ｊ］．实验技术与管理，２００６，２３（１２）． ［６］金以慧．过程控制［Ｍ］．北京：清华大学出版社，
参考文献(6条) 1.钱积新.王慧.周立芳 控制系统的数字仿真及计算机辅助设计 2003 2.National Instruments:PID User Manual 2006 3.National Instruments:Control Design Toolkit User Manual 2006 4.侯国屏.王坤.叶齐鑫 LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计 2005
4.期刊论文 赵建平.张小栋.汪洋.Zhao Jianping.Zhang Xiaodong.Wang Yang 基于LabVIEW的双闭环温度测控实验
系统的设计 -时代教育（教育教学版）2010,""(1)
针对航空发动机测控教学实验室设备老旧,控制精度低,抗干扰能力差等缺点,在原有设备的基础上,设计并完成了一个温度测控系统.该系统以 PC16024E为数据采集卡完成硬件电路的搭建,并采用双闭环控制,即主回路采用模糊PID方法,副回路使用比较选择控制方法,极大地提高了系统的控制精度 .同时,本文还完成了基于LabVIEW的测控系统软件编写,最终使整个实验系统的软硬件设计达到满意的实验效果.
直接应用到实际过程中。肼·５１可见，ＬａｂＶＩＥＷ适合用于控 制系统仿真，本文研究ＬａｂＶＩＥＷ在控制系统仿真中的应
用。 ２．控制系统仿真设计
由于常规ＰLeabharlann BaiduＤ在工业控制中应用最广泛的算法【ｌｌ，本 文研究Ｌ丑ｂｖＩＥｗ在控制系统ＰＩＤ仿真中的应用。软件平 台为ＬａｂＶＩＥＷ８．２及ＬａｂＶＩＥＷ８．２ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｏｏｌｋｉｔ和
】９９９．
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ Ｌｏｕ Ｙｉｎｇ，Ｚｈｏｎｇ Ｗｅｉ－ｈｏｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＰＩＤ ｃｏｎ—· ｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ８．２ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｐａｎｅｌ ａｎｄ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｆｉｎａｌｌｙ，ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉＳ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｂｙ ａ ｄｏｕｂｌｅ
【文章编号】１６７１—８０２Ｘ（２００８）０６－００１９－０２
基于ＬａｂＶＩＥＷ的控制系统仿真
娄莹， 钟伟红 （浙江大学宁波理工学院， 浙江宁波３１５１００）
［摘要］在ＬａｂＶＩＥＷ８．２开发环境下设计了ＰＩＤ控制系统。文中给出了控制系统的前面板、程序框图及针对某双容水槽系
统的ＰＩＤ控制仿真研究，系统实现过程方便灵活，且具有良好的通用性。
图５比例积分作用仿真结果
２０ 万方数据
基于LabVIEW的控制系统仿真
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
娄莹， 钟伟红， Lou Ying， Zhong Wei-hong 浙江大学宁波理工学院,浙江,宁波,315100
安徽电子信息职业技术学院学报 JOURNAL OF ANHUI VOCATIONAL COLLEGE OF ELECTRONICS & INFORMATION TECHNOLOGY 2008，7(6) 0次
ＰＩＤ控制系统的前面板分为四部分：被控对象参数设 定、ＰＩＤ控制器参数设定、被控对象及ＰＩＤ传递函数显示 和控制系统仿真曲线波形显示，如图２所示。
图２控制系统前面板 ２．３程序框图设计
控制系统程序框图如图３所示。
图１控制系统方框图 ＰＩＤ的控制规律为：
图３控制系统程序框图
★［收稿１３期］２００８—１０—２０ ［作者简介］娄茕（１９８６一），女，浙江大学宁波理工学院自动化专业０４级学生； 钟伟红（１９７８一），女，浙江温岭人，硕士，讲师。主要从事检测技术与仪表、虚拟仪器技术等教学和科研工作。 ［基金项目］浙江大学宁波理工学院信息分院教学研究项目。
ＬａｂＶＩＥＷ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｓｉｇｎ ２．１。 ２．１ ＰＩＤ概述
控制系统方框图如图ｌ所示，系统由ＰＩＤ控制器和 广义被控对象组成，ｅ为系统的偏差，Ｕ为控制器的输出。
输—入啼
ｕ—ｐ（ｅ＋面１ ｆ Ｔｅ出＋Ｔｄ亳） （１）
式中，ｋ为比例系数；Ｔｉ为积分时间常数；Ｔｄ为微分 时间常数。 ２．２前面板设计
ｗａｔｅｒ ｔａｎｋｓ ｃｏｎｔｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｈａｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ．ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｎｄ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＬａｂＶＩＥＷ；ＰＩＤ；ｖｉｒｔｕａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｃｏｎ— ｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
（２）ＰＩＤ参数整定 ＰＩＤ参数整定采用经验试凑法，ＰＩＤ控制器参数初始
值采用鼯１，Ｔｄ、Ｔｉ滑竿前不打勾，即只有比例作用。将比
例系数ｌ（ｏ由小变大，并观察系数响应，直到得到４：ｌ的 响应曲线，如图４所示，此时记录ｋ＝４．５，衰减周期为 １．８ｓ。由于是纯比例作用，系统存在静差，需加入积分环节 来消除静差。先置积分时间为衰减周期的一半，即Ｔｉ＝ ０．９ｓ，并将第一步整定得到的比例系数缩小２０％，即设 Ｋｐ＝３．６，看曲线的衰减比和消除静差的情况，适当改变Ｋ， 和Ｔｉ，直到得到满意的阶跃响应曲线［６１，如图５所示，此时
在分析变速变桨距风力发电机系统构成的基础上，建立了系统各部分的数学模型，并设计出变桨距的速度控制器，利用Matlab/simulink软件建立了 风力发电机系统的仿真模型，进行了仿真研究，结果证明变桨距控制系统的可行性。
设计了电液伺服变桨距控制实验系统，以内插数据采集卡(PCI2006)的工业控制计算机为核心，结合SVA-Ⅱ型伺服放大器、QDY型电液伺服阀、液压 油缸、GA-150型高精度位移传感器和曲柄连杆机构搭建硬件平台。并基于Lab VIEW的图形化语言，编写了实时控制软件和操作平台。
2.期刊论文 曹文杰.乔荣福.白芳.周万湖.CAO Wen-jie.QIAO Rong-fu.BAI Fang.ZHOU Wan-hu LabVIEW辅助PID控
制器参数整定 -微计算机信息2009,25(22)
针对温度控制中PID算法系数较难整定的问题,将单片机采样结果通过串行通讯传送到PC机并用LabVIEW实时监测,在此基础上采用积分分离、微分滞 后的PID算法,以实现对温度的高精度控制.实验结果表明它可以快速,准确地实现对温度的高精度控制,效果明显优于传统PID算法,且系数整定简单方便 ,可以使调试周期明显缩短.
１９ 万方数据
团墨国四
娄莹★钟伟红——基于ＬａｂＶＩＥＷ的控制系统仿真——第堕翅
２．４仿真测试 （１）被控对象参数设定 这里以某双容水槽液位系统为例进行仿真，通过阶
跃测试得到系统传递函数为ＧＯ）＝—二１二ｅ……，在前面板
ｓ２＋压＋１
设置对象参数：ｄｅｌａｙ＝ｌ、Ｋ＝３、‘＝ｌ、ｔｏ＝ｌ得到被控对象的传 递函数。
-自动化仪表2009,30(11)
PID参数自整定是现代自动化仪表具有的一个重要功能.利用虚拟仪器卓越的分析功能和强大的数据采集处理及运算功能,配合其工程开发平台 LabVIEW,设计了基于继电反馈PID参数自整定控制器.通过仿真及实时控制实验,证实了该算法可利用虚拟仪器技术实现的可行性及其抗干扰能力的有效性 ,控制效果令人满意,对自动化研究者具有较大的科学方法理论验证及工程实用价值.
［关键词］ＬａｂＶＩＥＷ；ＰＩＤ；虚拟仪器；控制系统仿真
［中图分类号］ＴＰｌ５
［文献标识码］Ｂ
１．引言 控制要求的日益提高，被控对象的日益复杂，以及对
安全、经济考虑的日益重视，人们已几乎不可能在被控对 象上进行直接的控制系统设计，控制系统的仿真，已经成 了控制系统设计的一个关键步骤【ｌ】。·
由于ＭＡＴＬＡＢ具有强大的计算功能，过去，大量的控 制系统仿真采用ＭＡＴＬＡＢ软件来实现，而ＭＡＴＬＡＢ也存 在一些不足，如人机界面设计不方便、没有提供与计算机 硬件的接口、无法进行端口操作、不能实现实时监控等。 如今，ＮＩ开发了ＬａｂＶＩＥＷ控制与仿真工具包，ＰＩＤ控制 工具包等开发控制应用程序的专用工具包，为ＬａｂＶＩＥＷ 用于控制系统仿真提供了有力的保障。ｈｂＶＩＥｗ具有以 下优点：（１）具有出色的数据可视化能力；（２）集成了强大 数学及信号处理功能；（３）丰富的函数模块使仿真效率非 常高；（４）强大的硬件Ｉ／Ｏ功能使仿真程序可以很方便的
5.学位论文 郭朝 变速风力发电机组的电液伺服变桨距控制研究 2007
风能是一种清洁的可再生能源，自能源危机以来，以风力发电为代表的风能利用技术受到人们的广泛关注。大型化、变速恒频、变桨距技术是风力 发电技术的发展趋势。针对大型风力机变桨距控制要求，提出利用电液伺服阀控制液压缸来实现对风力机叶片节距角的控制，设计了实现风力机变桨距 调节的执行机构，建立了电液伺服变桨距位置控制系统，并基于Lab VIEW虚拟仪器平台开发了测控系统，进行了液压缸位移的PID闭环控制实验。
２００８年第６期
安徽电子信息职业技术学院学报
Ｎｏ．６ ２００８
第７卷（总第３９期） ＪＯＵＲＮＡＬＯＦ ＡＮＩＫｑ ＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ ＯＦ ＥＩ．ＥＣＴＲＯＮＩＣＳ＆ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｎｏ．３９ Ｖ０１．７
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的Ｋｐ＝３．２，陪１．８。静差消除。该系统只考虑ＰＩ控制，如果
系统需要加入微分控制来提高控制品质，只要在Ｔｄ滑竿 前打勾，调节Ｔｄ大小即可实现ＰＩＤ控制。
图４纯比例作用仿真结果
３．结束语 该控制系统具有友好的人机图形交互界面，能方便、
高效地进行ＰＩＤ控制系统的设计。ＬａｂＶＩＥＷ与传感器、信 号调理电路、数据采集板卡等硬件设备有良好的结合，该 控制系统经过一定改进之后可以方便的用于实际工业过 程。
首先根据空气动力学原理，分析了风力机的动力学特性，推导出风能利用系数C<p>的表达式，从理论上说明风力机变桨距控制的原理；根据大型风 力机所需控制功率大、要求响应速度快的特点，提出了采用电液伺服阀-伺服液压缸-变桨距控制的构架。
提出了变桨距机构的设计思路和要求，并利用了三维软件Pro/E wildfire设计出可变桨距的风力机虚拟样机，在Mechanism环境中进行了风力机运动 学分析。
5.王钊.陈真 基于LabVIEW的PID远程控制系统开发[期刊论文]-实验技术与管理 2006(12)
6.金以慧 过程控制 1999
相似文献(10条)
1.期刊论文 冯鑫.高晓阳.方立 基于Lab VIEW的麦芽干燥温度控制系统设计 -安徽农业科学2009,37(21)
以NI公司的USB-6009数据采集卡为硬件,以Lab VIEW 8.5及其PID工具包为软件开发平台,设计一个可实时控制的温度调节系统.该系统通过数据采集 卡对现场的温度进行实时采集,并由软件开发平台进行信号的分析处理和显示,然后使用PID神经网络控制算法对现场温度进行实时控制.最后用Matlab仿 真软件对干燥系统进行仿真.
［参考文献］ ［１］钱积新，王慧，周立芳．控制系统的数字仿真及计 算机辅助设计ＣＭ］．化学工业出版社，２００３． ［２］Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ：ＰＩＤ Ｕｓｅｒ Ｍａｎｕａｌ［Ｚ Ｊ．２００６．８ ［３］Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ：Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｔｏｏｌｋｉｔ Ｕｓｅｒ Ｍａｎｕａｌ［ｚ］．２００６．２ ［４］侯国屏，王坤，叶齐鑫．ＬａｂＶＩＥＷ７．１编程与虚拟仪 器设计ｒｉ］．北京：清华大学出版社，２００５． ［５］王钊，陈真．基于ＬａｂＶＩＥＷ的ＰＩＤ远程控制系统 开发［Ｊ］．实验技术与管理，２００６，２３（１２）． ［６］金以慧．过程控制［Ｍ］．北京：清华大学出版社，
参考文献(6条) 1.钱积新.王慧.周立芳 控制系统的数字仿真及计算机辅助设计 2003 2.National Instruments:PID User Manual 2006 3.National Instruments:Control Design Toolkit User Manual 2006 4.侯国屏.王坤.叶齐鑫 LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计 2005
4.期刊论文 赵建平.张小栋.汪洋.Zhao Jianping.Zhang Xiaodong.Wang Yang 基于LabVIEW的双闭环温度测控实验
系统的设计 -时代教育（教育教学版）2010,""(1)
针对航空发动机测控教学实验室设备老旧,控制精度低,抗干扰能力差等缺点,在原有设备的基础上,设计并完成了一个温度测控系统.该系统以 PC16024E为数据采集卡完成硬件电路的搭建,并采用双闭环控制,即主回路采用模糊PID方法,副回路使用比较选择控制方法,极大地提高了系统的控制精度 .同时,本文还完成了基于LabVIEW的测控系统软件编写,最终使整个实验系统的软硬件设计达到满意的实验效果.
直接应用到实际过程中。肼·５１可见，ＬａｂＶＩＥＷ适合用于控 制系统仿真，本文研究ＬａｂＶＩＥＷ在控制系统仿真中的应
用。 ２．控制系统仿真设计
由于常规ＰLeabharlann BaiduＤ在工业控制中应用最广泛的算法【ｌｌ，本 文研究Ｌ丑ｂｖＩＥｗ在控制系统ＰＩＤ仿真中的应用。软件平 台为ＬａｂＶＩＥＷ８．２及ＬａｂＶＩＥＷ８．２ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｏｏｌｋｉｔ和
】９９９．
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ Ｌｏｕ Ｙｉｎｇ，Ｚｈｏｎｇ Ｗｅｉ－ｈｏｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＰＩＤ ｃｏｎ—· ｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ８．２ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｐａｎｅｌ ａｎｄ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｆｉｎａｌｌｙ，ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉＳ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｂｙ ａ ｄｏｕｂｌｅ
【文章编号】１６７１—８０２Ｘ（２００８）０６－００１９－０２
基于ＬａｂＶＩＥＷ的控制系统仿真
娄莹， 钟伟红 （浙江大学宁波理工学院， 浙江宁波３１５１００）
［摘要］在ＬａｂＶＩＥＷ８．２开发环境下设计了ＰＩＤ控制系统。文中给出了控制系统的前面板、程序框图及针对某双容水槽系
统的ＰＩＤ控制仿真研究，系统实现过程方便灵活，且具有良好的通用性。
图５比例积分作用仿真结果
２０ 万方数据
基于LabVIEW的控制系统仿真
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
娄莹， 钟伟红， Lou Ying， Zhong Wei-hong 浙江大学宁波理工学院,浙江,宁波,315100
安徽电子信息职业技术学院学报 JOURNAL OF ANHUI VOCATIONAL COLLEGE OF ELECTRONICS & INFORMATION TECHNOLOGY 2008，7(6) 0次
ＰＩＤ控制系统的前面板分为四部分：被控对象参数设 定、ＰＩＤ控制器参数设定、被控对象及ＰＩＤ传递函数显示 和控制系统仿真曲线波形显示，如图２所示。
图２控制系统前面板 ２．３程序框图设计
控制系统程序框图如图３所示。
图１控制系统方框图 ＰＩＤ的控制规律为：
图３控制系统程序框图
★［收稿１３期］２００８—１０—２０ ［作者简介］娄茕（１９８６一），女，浙江大学宁波理工学院自动化专业０４级学生； 钟伟红（１９７８一），女，浙江温岭人，硕士，讲师。主要从事检测技术与仪表、虚拟仪器技术等教学和科研工作。 ［基金项目］浙江大学宁波理工学院信息分院教学研究项目。
ＬａｂＶＩＥＷ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｓｉｇｎ ２．１。 ２．１ ＰＩＤ概述
控制系统方框图如图ｌ所示，系统由ＰＩＤ控制器和 广义被控对象组成，ｅ为系统的偏差，Ｕ为控制器的输出。
输—入啼
ｕ—ｐ（ｅ＋面１ ｆ Ｔｅ出＋Ｔｄ亳） （１）
式中，ｋ为比例系数；Ｔｉ为积分时间常数；Ｔｄ为微分 时间常数。 ２．２前面板设计
ｗａｔｅｒ ｔａｎｋｓ ｃｏｎｔｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｈａｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ．ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｎｄ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＬａｂＶＩＥＷ；ＰＩＤ；ｖｉｒｔｕａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｃｏｎ— ｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
（２）ＰＩＤ参数整定 ＰＩＤ参数整定采用经验试凑法，ＰＩＤ控制器参数初始
值采用鼯１，Ｔｄ、Ｔｉ滑竿前不打勾，即只有比例作用。将比
例系数ｌ（ｏ由小变大，并观察系数响应，直到得到４：ｌ的 响应曲线，如图４所示，此时记录ｋ＝４．５，衰减周期为 １．８ｓ。由于是纯比例作用，系统存在静差，需加入积分环节 来消除静差。先置积分时间为衰减周期的一半，即Ｔｉ＝ ０．９ｓ，并将第一步整定得到的比例系数缩小２０％，即设 Ｋｐ＝３．６，看曲线的衰减比和消除静差的情况，适当改变Ｋ， 和Ｔｉ，直到得到满意的阶跃响应曲线［６１，如图５所示，此时
在分析变速变桨距风力发电机系统构成的基础上，建立了系统各部分的数学模型，并设计出变桨距的速度控制器，利用Matlab/simulink软件建立了 风力发电机系统的仿真模型，进行了仿真研究，结果证明变桨距控制系统的可行性。
设计了电液伺服变桨距控制实验系统，以内插数据采集卡(PCI2006)的工业控制计算机为核心，结合SVA-Ⅱ型伺服放大器、QDY型电液伺服阀、液压 油缸、GA-150型高精度位移传感器和曲柄连杆机构搭建硬件平台。并基于Lab VIEW的图形化语言，编写了实时控制软件和操作平台。
2.期刊论文 曹文杰.乔荣福.白芳.周万湖.CAO Wen-jie.QIAO Rong-fu.BAI Fang.ZHOU Wan-hu LabVIEW辅助PID控
制器参数整定 -微计算机信息2009,25(22)
针对温度控制中PID算法系数较难整定的问题,将单片机采样结果通过串行通讯传送到PC机并用LabVIEW实时监测,在此基础上采用积分分离、微分滞 后的PID算法,以实现对温度的高精度控制.实验结果表明它可以快速,准确地实现对温度的高精度控制,效果明显优于传统PID算法,且系数整定简单方便 ,可以使调试周期明显缩短.
１９ 万方数据
团墨国四
娄莹★钟伟红——基于ＬａｂＶＩＥＷ的控制系统仿真——第堕翅
２．４仿真测试 （１）被控对象参数设定 这里以某双容水槽液位系统为例进行仿真，通过阶
跃测试得到系统传递函数为ＧＯ）＝—二１二ｅ……，在前面板
ｓ２＋压＋１
设置对象参数：ｄｅｌａｙ＝ｌ、Ｋ＝３、‘＝ｌ、ｔｏ＝ｌ得到被控对象的传 递函数。