基于labview的自动控制原理虚拟实验.docx

基于LabVIEW的自动控制原理虚拟实验系统设计院系专业班级学号姓名指导教师负责教师摘要根据“自动控制原理”课程实验教学在高校实验实践中遇到的困难和实验教学改革的需要本文提出了建立基于Labview的自动控制虚拟实验系统方案。文中分析了目前常见的虚拟实验系统相应的应用Labview编程语言实现了包含“自动控制原理”课程常见实验的虚拟实验系统。最后利用Matlab语言编程进行对比分析进行正确性验证。关键词：虚拟仪器；Labview；自动控制实验；MatlabAbstractOnthebasisofproblemsencounteredinactualexperimentteachingofAutomaticControlTheoryinuniversitiesandneedofexperimentteachingrevolutionanewkindofautomaticcontroltheoryvirtualexperimentsystembasedonLabviewisadvanced.Strong-pointandweadnessofcommonvirtualexperimentsystemsatpresentareanalyzedandavirtualexperimentsystemincludingcommonexperimentsinAutomaticControlTheoryiscompleletedsuccessfullyusingLabviewequivalently.Inadditionproposalforhardwareexperimentexpansionisputforwand.AtlastMatlabprogrammingisusedforcomparisonandaccuracycertification.Keywords:virtualinstrument;Labview;automaticcontrolexperiment;Matlab目录第1章绪论11.1背景11.2课题的目的与意义21.3Labview的介绍2第2章设计原理42.1一阶系统典型环节虚拟实验系统设计原理42.1.1数学模型的建立42.1.2单位阶跃响应42.2二阶系统瞬态响应虚拟实验系统设计原理52.2.1数学模型的建立52.2.2单位阶跃响应52.2.3动态性能指标计算72.3系统校正虚拟实验系统设计原理72.3.1未校正系统的性能指标计算72.3.2校正系统的确定82.4采样系统虚拟实验系统设计原理82.4.1“采样—保持器”组件82.4.2数学模型的建立92.5采样系统校正虚拟实验系统设计原理92.6频率特性虚拟实验系统设计原理102.7系统稳定性分析虚拟实验系统设计原理112.7.1用特征方程的根判定系统稳定性112.7.2绘制系统的单位阶跃响应曲线验证系统的稳定性112.8非线性系统虚拟实验系统设计原理122.8.1继电型非线性三阶系统原理方框图122.8.2振幅与角频率的计算12第3章程序方案设计133.1总体设计133.2基于Labview的虚拟实验系统设计133.3用户管理程序设计14第4章基于Labview的虚拟实验系统设计164.1一阶系统典型环节虚拟实验系统164.1.1功能描述164.1.2设计步骤164.1.3实验子系统Matlab的仿真和正确性验证184.2二阶系统瞬态响应虚拟实验系统184.2.1功能描述184.2.2设计步骤184.2.3实验子系统Matlab的仿真和正确性验证214.3系统校正虚拟实验系统234.3.1功能描述234.3.2设计步骤234.3.3实验子系统Matlab的仿真和正确性验证254.4采样系统虚拟实验系统264.4.1功能描述264.4.2设计步骤264.4.3实验子系统Matlab的仿真和正确性验证284.5采样系统校正虚拟实验系统294.5.1功能描述294.5.2设计步骤294.5.3实验子系统Matlab的仿真和正确性验证314.6频率特性虚拟实验系统324.6.1功能描述324.6.2设计步骤324.6.3实验子系统Matlab的仿真和正确性验证344.7系统稳定性分析虚拟实验系统354.7.1功能描述354.7.2设计步骤354.7.3实验子系统Matlab的仿真和正确性验证374.8非线性系统虚拟实验系统374.8.1功能描述374.8.2设计步骤384.8.3在Matlab中绘制系统的-1/N与G（jw）轨迹