利用LabVIEW软件进行控制设计和仿真入门.pdf

利用 LabVIEW 软件进行控制设计和仿真入门 这个章节将集中介绍 LabVIEW 软件中的控制系统设计的基本特性。我们在这里假定读者们已经熟悉了 LabVIEW 软件的其它部分。 （如果你对 LabVIEW 软件的其它部分不熟悉，请参考 Robert H. Bishop 的 ‘Learning with LabVIEW ）。’ 每一章的专用信息会包含在那一章的简介中 在我们开始之前， 请确保你的计算机上已经安装了可使用的控制设计和仿真工具包。 它们不是 LabVIEW 基本软件的一部分，而是需要单独购买的。 LabVIEW 软件的控制设计工具包 控制设计工具包可以在结构框图的 All Functions 选板中找到。 下面将简要介绍控制设计选板中每个单独工具的用法。我们将介绍在子选板中出现的函数。如需进一步 的描述，请查看 LabVIEW 软件的帮助文档。 当帮助菜单中的文字帮助窗口被打开时，你可以在相应的文字帮助窗口中看到关于每个函数的描述。 模型创建选板： 这节中的函数用于创建各种类型的模型，例如状态空间模型、传递函数模型和零点 / 极点 /增益模型等。 下面将讨论创建状态空间模型和创建传递函数模型函数。 控制设计工具包中的创建状态空间模型 函数的端子如上图所示。如果采样间隔端子没有连接，那么系统被默认为是连续采样。将一个值连到采 样间隔端子上会使系统变为离散系统，它使用给定的时间作为采样间隔。状态空间模型的 A 、B 、C 、D 矩阵都有对应的端子。一旦 LabVIEW 软件创建了状态空间模型（其输出端子可用），该模型就可以用于 其它函数并且可以转化成其它的形式，在这一节里我们将进行更加深入的讨论。 下面就是创建状态空间模型的一个例子。它的输出端可以连接到控制设计工具包中很多其它函数上，作 为它们的输入端。 输入端子既可以是常数（在结构框图中），也可以是控制量（在前面板中）。为了使这个手册更容易理 解，我们演示的大多数例子都是在结构图中使用常数， 但是， 使用前面板上的控制量时常会使效率更高。 常数、控制量和指示器都可以通过在需要的端子上点击右键，并且在弹出菜单的选项中选择进行创建。 控制设计工具包中的很多特殊函数和数据结构， 使得它成为正确创建控制量和指示器的一个非常有用的 快捷方式。 许多控制设计函数，包括创建状态空间模型都是多项式形式的。一个多项式形式的函数在图标（在上面 的图表中，标记为 Numeric ）下有额外的菜单结构。这表示模型的输入将是数字形式的。相同的函数也 可以以符号的形式输入，代表输入可以是变量，而变量值是由前面板来控制的。要选择这个选项，只需 要用操作工具点击底部的图标，然后选择符号选项。在后面我们将更加深入地讨论符号选项的细节。 控制设计工具包中的创建传递函数模型 端子如上图所示。重要的端子为分子和分母。与前一个例子一样，一旦模型被创建，那么它既可以被显 示在前面板中，也可以连接到其它函数上。在这个例子中，也有一个符号输入选项，它的例子在后面的 章节中将会使用到。 2 5s + 3s + 1 示例：如果传递函数是 ，那么分子和分母需要按照以下方式进行输入。 2 6s + 4s + 3 0 1 注意事项 ：在 LabVIEW 软件中，数组的第一个元素为 s 的系数，第二个元素为 s 的系数，第三个元素 2 为 s 的系数， …… 控制设计工具包中的绘制传递函数方程 这个函数用来创建传递函数方程，它可以通过创建指示器来在前面板中显示。 上面创建的传递函数模型通过方程指示器将结果显示在前面板上。 请再一次注意分子和分母的系数，然后比较他们在结构图中输入的次序不同。 模型转换选板 : 这个子