基于LabVIEW的计算机控制技术VIP免费

基于LabVIEW的计算机控制技术摘要：LabVIEW是美国NI公司推出的虚拟仪器(VirtualInstrument,简称VI)开发台软件。本文通过简绍一个LabVIEW教学试验控制系统，并且对该系统的功能简介来说明一种较新的计算机控制技术。由于虚拟仪器具有开发周期短，成本低等优点，使得基于LabVIEW的计算机控制技术具有很大的发展前景。关键词：LabVIEW；计算机控制技术；虚拟仪器；教学1前言作为一款诞生于1986年的针对测量和自动化设计的图形化开发环境，LabVIEW在二十年中持续创新，不断改进。最初作为自动化测量仪器工具的LabVIEW，现在已经成为用于设计、测试和控制的图形化平台。LabVIEW是美国NI公司推出的虚拟仪器开发台软件。它采用图形化编程语言———G语言,具有各种各样功能强大的函数库,包括数据采集、IB、串行仪器控制、数据分析、数据显示及数据存储等。改进后的计算机控制实验系统利用LabVIEW软件和DAQ虚拟信号发生器、示波器,可以开发PID控制算法、最小拍控制算法、大林控制算法及其它高级控制算法程序,控制对象不仅可以使用电子模拟实验电路，更可采用温度、电机转速、水槽液位等实际控制对象。《计算机控制技术》是我国高等院校各类自动化、电子与电气工程、计算机应用、机电一体化等专业的专业主干课程。工业控制是计算机的一个重要应用领域,计算机控制技术正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术,它主要研究如何将计算机技术和自动控制理论应用于生产过程,并设计出所需要的计算机控制系统。2试验装置功能介绍本试验装置应具备功能如下：可以开展计算机输入输出技术的试验;可以进行试验法确定控制对象数学模型的试验;可以开展数据处理试验;可以进行控制算法试验。可以开展综合控制试验。3试验装置系统主要硬件组成实验系统由信号发生器、温控炉、试验接线印刷板、数据采集卡、计算机等组成如图1所示。3.1系统所需电源系统中温控炉、试验印刷板所需直流电源由信号发生器供给。试验系统中所需直流电源范围为±12V,±10V,±5V.其中±12及±5V为温控炉测量转换电路所需电源;±10V提供给数据采集卡作A/D转换试验使用;温控炉加热所需220V电源直接由试验台供给。3.2温控炉控制原理及电路实现温控炉主控电路如图2所示。在加温前，先有计算机键盘或鼠标通过虚拟仪器输入温度给定值，上电后温控炉内的检测元件检测到实时温度后经试验板、数据采集卡作D/A变换，然后送到计算机进行数据处理。处理完毕后将处理好的控制信号经数据采集卡送到印刷接线板，由印刷接线板送出到温控炉的控制线路板上CONTROLINPUT端子，通过此信号改变加热元件功率，达到控温目的。图2温控炉主控控电路图温度信号的检测电路转换电路如图3所示。温度信号检测采用热敏电阻作测量元件，实时温度经过图2所示转换放大电路将温度信号变为-10V——+10V的电压信号，通过实验板进入数据采集卡作A/D转换后，送入计算机作数据处理。图2中，W1为调零电位器。图3温度信号检测及转换电路图3.3PCL-818数据采集卡本系统采用了研华科技的PCL—818-B数据采集卡.PCL-818是一系列高性能、多功能DAS卡，能够提供五种最常用的测量和控制功能：100KHZ的12位A/D转换、D/A转换、数字量输入、数字量输出和可编程计数器/定时器,具有较强的数据采集、A/D转换、D/A转换、数字量输入输出、自动检测设定的通道和定时/计数等功能,还带DMA的自动通道/增益扫描，具有较高的性价比。支持单端方式下16个数字量输入和16个数字量输出，差分方式下8个数字量输入和8个数字量输出。软件支持包括VisiDAQ3.1TM、ActiveDAQ、LabVIEWTM和Windows3.1/95/NT高速DLL驱动程序。4系统软件设计本系统软件设计采用虚拟仪器（VirtualInstruments,VI）技术，VI是由用户利用一些基本硬件及软件编程技术组成的各种各样的仪器系统,它的功能是可由用户自己定义的。在VI的技术的支持下,用户可以随心所欲地根据自己的意愿,设计自己的仪器系统。它集成测量计、记录、信号分析、控制等功能于一体,在同一基本硬件上配置不同的软件而实现。本系统的开发环境是美国国家仪器公司（NationalInstruments，NI）推出的虚拟仪器应用软件开发平台LabVIEW7.0,LabVIEW是一个基于图形化...