基于LabVIEW的直流电机模糊控制系统设计

下载后可任意编辑基于 LabVIEW 的直流电机模糊控制系统设计摘要：利用模糊控制算法实现了一个小型直流电机的转速控制系统。用 LabVIEW 的模糊控制器设计工具进行模糊控制器的设计，通过 NI-PCI6251 完成实时速度采集以及电机转速控制。实际运行表明该系统具有超调小，调节时间短以及振荡小的优点。 关键字：LabVIEW; 模糊控制; 转速控制; 数据采集卡 Abstract: A control system of rotating speed of a small DC motor is implemented by using fuzzy control algorithm. The fuzzy controller is designed by the fuzzy controller design tool of LabVIEW. The control of rotate speed and real-time speed acquisition are accomplished by data acquisition card NI-PCI6251.The result demonstrates that the system has advantageous of small overshoot, setting time and oscillation. Keywords: LabVIEW; fuzzy control; rotating speed control; data acquisition card 模糊控制技术是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制，最早出现于上个世纪 60 年代，在其后的几十年中迅速进展。目前模 糊控制技术在控制领域的应用非常广泛。LabVIEW 则是一种面对仪器测量控制的图形化的编程语言，配合数据采集卡或其他外部设备可以非常方便的构成以计 算机为核心的测量控制系统。 直流电机的传统 PID 控制方法虽然可以很好的完成对电机转速的有效控制，但存在动态性能相对差，恢复时间长，超 调量大以及参数整定困难等缺点。而于上个世纪 60 年代出现的模糊控制技术在某种程度上可以克服上述缺点。本设计利 LabVIEW 软件结合模糊控制算法，在 NI 公司的 ELVIS 实验平台上实现有刷直流电机转速的模糊控制系统。通过实际测试，模糊控制性能比较理想。 1 系统组成 系统结构框图如图 1。图 1 中：SP 为速度给定值;PV 为速度反馈值;e 为速度偏差，为速度偏差变化率;K1、K2 为比例因子。系统中直流电机的供电以及转速测量需要相应的 图 1 电机转速模糊控制系统结构框图 外围硬件电路，其他部分通过软件编程由计算机来实现。 系统硬件线路图如图 2 所示。使用光电隔离器来猎取转速脉冲信号，通过数据采集卡送入计机。数据采集卡使用 NI-PCI6251 。PCI6251 具有两路模拟输出口，2 个计数器，1...