基于LabVIEW的直線倒立擺控制實驗平臺設計.pdf

1、在自動控制教學中,希望能有一個典型的控制實驗平臺來驗證書本中的知識。倒立擺系統是非線形、強耦合、多變量和自然不穩(wěn)定的系統。常用來作為自動控制理論的教學、實驗和科研中的典型被控對象,構建一個實驗平臺。
　　 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的標準設計平臺。本文采用Lab

2、VIEW作為開發(fā)語言,設計了直線倒立擺控制實驗平臺。
　　 本文以NI硬件為基礎,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上。本文主要工作如下:
　　 1)分析和建立直線倒立擺的數學模型,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實技術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本身具有的復雜性和對實時性的高要求而Windows是非實時系統,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的步驟。文中對LabVIEW Real-Time模塊的研究,可應用到對三級以上倒立擺控制并可推廣到其他設備實時控制的開發(fā),有一定的實用價值。
　　 4)將以NI硬件為基礎的實時控制平臺移植到固高倒立擺硬件上。本文在LabVIEW下調用固高運動控制卡的驅動函數,實現了LabVIEW對非NI