基于labview的電機(jī)調(diào)速測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、《學(xué)生作品之二》基于LabVIEW的電機(jī)調(diào)速測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2003測控專業(yè)李能宋曦寧一、設(shè)計(jì)思路參加《自動控制原理》課題性行動研究，我選擇題目為“基于LabVIEW的電機(jī)調(diào)速測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”，所要用到LabVIEW虛擬儀器這個軟件平臺，“軟件就是儀器”，應(yīng)用LabVIEW實(shí)現(xiàn)儀器領(lǐng)域的新革命。首先，需要熟練掌握虛擬儀器LabVIEW這個軟件的使用和設(shè)計(jì)方法，因?yàn)橐\(yùn)用這個軟件實(shí)現(xiàn)儀器的虛擬化操作；其次，選擇設(shè)計(jì)過程中所需要的硬件設(shè)備，例如PC機(jī)，電機(jī)，變頻器，數(shù)據(jù)采集卡等等，比較實(shí)驗(yàn)室所

2、具備的各種硬件設(shè)備，選擇最合適的那一種；再者，是軟件部分的設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，設(shè)計(jì)出能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)題目要求的軟件應(yīng)用程序，例如信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)，信號的采集及PID處理；最后，把軟件和硬件結(jié)合起來進(jìn)行調(diào)試，達(dá)到采集波形和控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。圖1.1所示為流程圖＋信號發(fā)生器電機(jī)變頻器PID模塊－編碼器速度采集圖1.1系統(tǒng)控制流程圖二、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)中需要通過LabVIEW設(shè)計(jì)出的程序?qū)崟r控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，首先需要設(shè)計(jì)出信號發(fā)生器，將編碼器產(chǎn)生的信號輸出到波形采集和計(jì)數(shù)模塊。再將信號進(jìn)行PID

3、處理。但是在數(shù)據(jù)采集和計(jì)數(shù)方面有兩種實(shí)現(xiàn)的方法：一種是采用數(shù)字接口，另一種是模擬接口。這兩種方法我都試過。無論是模擬還是數(shù)字，它們只是采集和計(jì)數(shù)模塊不同，而其它模塊是完全相同的。1數(shù)字計(jì)數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用數(shù)字接口最大的優(yōu)點(diǎn)就是，由于它是硬件計(jì)數(shù)，實(shí)時性很強(qiáng)，所以當(dāng)信號頻率比較高時，它也可以準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)，但最大的缺點(diǎn)就是對輸入的信號要求很高，有一點(diǎn)干擾都會對結(jié)果造成很大影響。一個數(shù)字系統(tǒng)包括：信號發(fā)生器，鑒相模塊，采集計(jì)數(shù)模塊，PID控制模塊，以下是總的系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)圖圖1.2系統(tǒng)程序框圖系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

4、完成后，將系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際調(diào)試，調(diào)試結(jié)果如下圖所示圖1.3電機(jī)2轉(zhuǎn)速度控制曲線從系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果來看，效果還是比較理想的。2在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題與解決的方法（1）在做采集來自光電編碼器的信號時，由于采用了普通的細(xì)線作通迅線，采到的信號受到電動機(jī)及變頻器的干擾，采到的波形較差，改用了屏蔽線接電后，減小了大部分干擾及毛刺。（2）用屏蔽線后，采到的信號質(zhì)量仍較差，信號電壓量較低，因此在信號輸入端口處接了一個上拉電阻。大大提高信號的質(zhì)量，可以從示波器上看到較正規(guī)的脈沖波形。（3）在用數(shù)字口計(jì)數(shù)的時候，遇到

5、一個十分難解決的問題，就是從數(shù)字口進(jìn)來的信號具有十分大的干擾，高電平具有十分多的毛刺噪聲。嚴(yán)重影響了計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性?？梢钥鋸埖恼f我的畢業(yè)設(shè)計(jì)幾乎是圍繞怎么解決這個干擾這個關(guān)鍵問題而努力，為了解決這個問題我不斷嘗試不同的方法，最終，解決了問題。通過這次行動研究，對我們的幫助很大，首先，加深了對《自動控制原理》課程的理解，同時在設(shè)計(jì)中，體會到掌握課程原理與實(shí)際應(yīng)用對工科學(xué)生的重要性，在解決實(shí)際問題時需要將我們所學(xué)過的相應(yīng)課程聯(lián)系起來真正實(shí)現(xiàn)綜合運(yùn)用，遇到問題老師的實(shí)時指導(dǎo)和同學(xué)之間的相互合作，讓我們學(xué)

6、會了自主-協(xié)作學(xué)習(xí)這種好方法。教師點(diǎn)評：本課題的目的是通過實(shí)際課題的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的過程中竟一部加深對《自動控制原理》的基本概念的認(rèn)識和理解，課題實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試中涉及同學(xué)們學(xué)過得多門課程這樣可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的綜合應(yīng)用，讓同學(xué)們在實(shí)踐中學(xué)會自主—協(xié)作性學(xué)習(xí)。