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基于LabVIEW的虚拟自动控制实验系统开发

作　者: 马志明
导　师: 祝轩
学　校: 西北大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: LabVIEW 自动控制实验系统功能模块系统测试
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 41次
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内容摘要

“自动控制原理”课程是理工科和综合高等学校的一门重要平台或专业基础课程,该课程内容的一个重要环节是自动控制原理实验。传统的实验教学存在硬件实验设备老化、数量有限、实验内容不灵活等问题。因此,本文拟设计并实现基于LabVIEW的虚拟自动控制实验系统,该系统的实现可以提高自动控制课程实验的效率,不受硬件设备限制,方便学生自主学习为后续硬件实验打基础。考虑到LabVIEW平台界面直观、控件丰富和MATLAB数据计算、图形处理能力强大,本文采用LabVIEW和MATLAB脚本混合编程设计并实现了基于LabVIEW的虚拟自动控制实验系统,主要包括以下几个方面的工作：1、搭建基于LabVIEW系统平台的自动控制实验系统构架,主要包含时域分析法实验、根轨迹法实验、频域分析法实验、系统校正实验和开放性实验五个功能模块。2、基于LabVIEW支持ActiveX技术,借鉴Windows下应用软件的界面风格,设计具有Windows界面特点的系统操作界面。3、采用LabVIEW和MATLAB混合程序设计方法,分别设计并实现时域分析法实验、根轨迹法实验、频域分析法实验、系统校正和开放性实验五个功能模块。4、分别对五个功能模块进行测试,在每一模块测试成功的基础上,完善整个系统功能连调,并给出每一功能模块的仿真方法和实验结果举例。基于LabVIEW的虚拟自动控制实验系统软件界面直观、操作简单方便、便于仿真学习。经过系统测试,该软件工作安全可靠,可以稳定运行。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 虚拟自动控制实验系统研究的目的和意义  7
  1.2 LabVIEW与MATLAB平台简介  7-10
    1.2.1 LabVIEW平台简介  7-9
    1.2.2 MATLAB简介  9-10
  1.3 本文的主要工作及章节安排  10-11
第二章虚拟自动控制系统界面设计与实现  11-19
  2.1 欢迎界的设计与实现  11-12
  2.2 系统界面设计与实现  12-17
    2.2.1 菜单栏设计与实现  12-14
    2.2.2 工具栏设计与实现  14-16
    2.2.3 状态栏设计与实现  16-17
  2.4 本章小结  17-19
第三章功能模块的设计实现与测试  19-41
  3.1 系统框架设计  19-21
  3.2 时域实验设计实现与测试  21-29
    3.2.1 一阶系统时域分析  23-26
    3.2.2 二阶系统时域分析  26-29
  3.3 根轨迹实验设计实现与测试  29-33
    3.3.1 二阶系统根轨迹  31
    3.3.2 三阶系统根轨迹  31-32
    3.3.3 高阶系统根轨迹  32-33
  3.4 频域实验设计实现与测试  33-39
  3.5 本章小结  39-41
第四章系统校正及开放性实验设计实现与测试  41-65
  4.1 系统校正实验设计与实现  41-58
    4.1.1 串联校正  44-51
    4.1.2 并联校正  51-53
    4.1.3 反馈校正  53-56
    4.1.4 前置校正  56-58
  4.2 开放性实验设计实现  58-63
    4.2.1 水位控制实验  58-59
    4.2.2 交通灯实验  59-62
    4.2.3 电梯控制实验  62-63
  4.3 本章小结  63-65
总结与展望  65-67
参考文献  67-71
致谢  71

基于LabVIEW的虚拟自动控制实验系统开发

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