【正文】 LabVIEW概述…………………………….………..…………..………….....…51．3．2 LabVIEW工作原理……………………………………….…………….….…62．自動控制原理中常見實(shí)驗(yàn)原理……………………………………….…92．1 一階系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理………………………………………………………….………92．1．1數(shù)學(xué)模型建立……………………………………………….………102．1．2 單位階躍響應(yīng)………………………………………….……………102．2二階系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理……………………………………………………………...….102． 2． 1數(shù)學(xué)模型建立………………………………………….…….……………….112．2．2 單位階躍響應(yīng)……………………….………………….……………112． 2． 3 二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算………………………..…….……………12 2. 3線性系統(tǒng)根軌跡實(shí)驗(yàn)原理…………………………………………………..….132． 3． 1線性系統(tǒng)根軌跡的概念…………………………….………………….….132．3．2線性系統(tǒng)根軌跡的繪制依…………………………..……….……132．3．3線性系統(tǒng)根軌跡的繪制基本法則……………..………..……142. 4線性系統(tǒng)根軌跡實(shí)驗(yàn)原理……………………………………………………....152． 4． 1頻率特性的定義……………………….…………………………………….152． 4． 2頻率特性的圖示方法………………………………………………………162．5 串聯(lián)校正實(shí)驗(yàn)原理………………………………………………………………..172． 5． 1串聯(lián)矯正的概念………………………………………….………….……….172． 5． 2串聯(lián)矯正裝置………………………………….……………………………..182．6 非線性系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理 …………………………………………………………..182． 6． 1繼電器型非線性非線性三階系統(tǒng)……………………………………...182． 6． 2振幅與角頻率的計(jì)算......................................................................................183 基于LabVIEW的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………..…193．1 一階系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)………………………………………………….…….193．1．1功能描述……………………………………………………………………….….193． 1． 2設(shè)計(jì)步驟………………………………………………………………………….193． 1． 3運(yùn)行效果…………………………………………………………………………203．2 二階系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)………………………………………………………….203．2．1功能描述…………………………………………………………..…….………..203．2．2設(shè)計(jì)步驟…………………………………………………………….……………213．2．3運(yùn)行效果……………………………………………………………….………....213．3 根軌跡虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)……………………………………………………………233． 3． 1功能描述………………………………………………………………………..233． 3． 2程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………………….…..233． 3． 3顯示效果………………………………………………………………………..253．4 頻率特性之伯德圖虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)……………………………………...…..253． 4． 1 功能描述…………..……………………………………………………….…..253． 4． 2 設(shè)計(jì)步驟………….…………………………………………………..………..253． 4． 3 顯示效果……………………………………………………………..………...263．5 頻率特性之奈氏圖虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)……………………………………....….263． 5． 1功能描述…………….………………………………………………….…..…..273． 5． 2程序設(shè)計(jì)………………………………..…………………………………….273． 5． 3顯示效果……………………………………………………………………..…273．6 串聯(lián)校正虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)……………………………………..………………….283．6．1功能描述……………………………………..……………………………………283．6．2設(shè)計(jì)步驟………………………………………………………………….…..…..283． 6． 3顯示效果……………………………………………………………..……..…..303．7非線性虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)…………………………………………………….……..…..303．7．1功能描述………………………………………………………………..……..…..303．7．2設(shè)計(jì)步驟………………………………………………………………..……..…..313．7．3顯示效果……………………………………………………………………..…....313．8 登錄系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)…………………………………………………………...…..323．8．1功能描述……………………………………………………………………..……323．8．2程序設(shè)計(jì)……………………………………………………………………..……323．8．3顯示效果……………………………………………………………..………..….334 結(jié)論………………………………………………………………………………….………34參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………35致謝………………………………………………………………………………………..……36武漢紡織大學(xué)2015畢業(yè)設(shè)計(jì)論文37武漢紡織大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1 前言1．1 背景在我國自動化及其相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中，《自動控制原理》是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程旨在讓學(xué)生掌握自動控制系統(tǒng)的分析及設(shè)計(jì)方法，為設(shè)計(jì)和調(diào)試工業(yè)上自動控制系統(tǒng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。摘 要本文基于NI公司推出的的虛擬儀器開發(fā)軟件LabVIEW，研究以圖形化軟件編程方式和集成開發(fā)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)《自動控制原理》課程中常見虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以解決《自動控制原理》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中遇到的困難和滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的需要。（1）提交開題報(bào)告一份，提交時(shí)間3月10日左右，字?jǐn)?shù)在2000～3000字之間，內(nèi)容需包含課題意義，所屬領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r，本課題的研究內(nèi)容、研究方法、研究手段和研究步驟以及參考書目等；（2）提交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份，正文在15000字左右，按照武漢紡織大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)模版格式要求規(guī)范撰寫；（3）翻譯一篇與本課題相關(guān)的英文專業(yè)資料，其對應(yīng)的中文翻譯在4000字左右；（4）設(shè)計(jì)程序，圖表完整齊備；（5）實(shí)時(shí)進(jìn)行LabVIEW仿真。武漢紡織大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課題名稱：基于LabVIEW的自控原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 完成期限：2015年1月1日至2015年5月24日學(xué)院名稱 機(jī)械工程與自動化學(xué)院 專業(yè)班級 自動化1102學(xué)生姓名 杜健 學(xué) 號 1102081057 指導(dǎo)教師 張海霞 指導(dǎo)教師職稱 講 師 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組組長簽字 課題訓(xùn)練內(nèi)容(1) 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力，鞏固與擴(kuò)展所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、使用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力；(2) 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神；(3) 訓(xùn)練收集查找LabVIEW虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自動控制原理實(shí)驗(yàn)的中外文專業(yè)資料及對文獻(xiàn)的閱讀與翻譯能力；(4) 學(xué)習(xí)相關(guān)的背景知識，訓(xùn)練用LabVIEW來進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真；并學(xué)會用Matlab來編程進(jìn)行仿真驗(yàn)證所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的正確性；(5) 訓(xùn)練查找錯(cuò)誤及解決問題能力；(6) 訓(xùn)練工程設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究能力；(7) 訓(xùn)練計(jì)算機(jī)仿真編程及應(yīng)用能力，提高系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)的能力； (8) 通過對已完成的工作進(jìn)行整理，以及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫和畢業(yè)答辯，使學(xué)生的書面和口頭表達(dá)能力得到進(jìn)一步的訓(xùn)練和提高。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要參數(shù)及主要參考資料 本設(shè)計(jì)由學(xué)生利用軟件自主設(shè)計(jì)，參數(shù)可變，沒有固定的參數(shù)，只要能達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果即可。文中首先檢驗(yàn)介紹了虛擬儀器的構(gòu)成、特征及發(fā)展過程、開發(fā)環(huán)境LabVIEW的使用；其次，介紹了《自動控制原理》課程中常見的實(shí)驗(yàn)及其原理；最后，提出基于LabVIEW的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，包括設(shè)計(jì)步驟及效果演示。由于該課程實(shí)踐性極強(qiáng)，所以在課程教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種重要的教學(xué)手段。因此各種虛擬實(shí)驗(yàn)方法相繼提出[2]。但是，由于MATLAB是用軟件模擬了硬件的全部功能，軟件模擬實(shí)驗(yàn)給學(xué)生的印象并不如硬件實(shí)驗(yàn)?zāi)菢由羁?。用戶可以用虛擬儀器來組建適合自己的任何儀器系統(tǒng)，再也不必將自己封閉在功能固定、性能單一而且價(jià)格昂貴的傳統(tǒng)儀器中。虛擬儀器采集的是現(xiàn)場的真實(shí)的物理數(shù)據(jù)，可通過與其他儀器，電路相互配合，完成實(shí)際實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，達(dá)到與用實(shí)際儀器教學(xué)相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，很大程度上虛擬儀器可以代替真實(shí)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。它們的區(qū)別是，前者把計(jì)算機(jī)裝入儀器，后者把儀器裝入計(jì)算機(jī)。其把傳統(tǒng)儀器的顯示和硬件數(shù)據(jù)處理引入到計(jì)算機(jī)中來顯示并進(jìn)行軟件處理，這也是近年來計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展的結(jié)果。因而用戶不用花費(fèi)昂貴的價(jià)格購買多種不同功能的儀器，只需要在最基本的虛擬單位上進(jìn)行自行開發(fā)。虛擬儀器實(shí)現(xiàn)了儀器的智能化、多樣化和模塊化等功能，體現(xiàn)出多功能、低成本等顯著優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)越來越快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)出更強(qiáng)大的優(yōu)勢，使數(shù)據(jù)分享進(jìn)入了一個(gè)全新的階段；（2）擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活性好，虛擬儀器的提出是針對于傳統(tǒng)儀器而言的，它們之間最大的區(qū)別是虛擬儀器完成的測量或控制任務(wù)中所需的軟件和硬件設(shè)備是由用戶定義的。虛擬儀器軟件平臺為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，如數(shù)據(jù)采集、視覺、運(yùn)動和分布式I/O等，幫助用戶輕松地將多個(gè)測量設(shè)備集成到單個(gè)系統(tǒng)，減少任務(wù)的復(fù)雜性；（4）界面友好，虛擬儀器采了圖形化界面，在屏幕上可以直接構(gòu)建儀器面板?，F(xiàn)在的虛擬儀器可基本都可與傳統(tǒng)儀器兼容，也就是說虛擬儀器可以和傳統(tǒng)儀器搭配工作。第三部分是由軟件實(shí)現(xiàn)的。 圖11 傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器組成的對比圖1．2．4虛擬儀器的發(fā)展過程虛擬儀器產(chǎn)生的關(guān)鍵是測試計(jì)算的發(fā)展和計(jì)算機(jī)水平的提高。后來杰姆特魯查德和杰夫柯德斯凱倆人在多次研發(fā)后，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，將一些功能進(jìn)行了模塊化處理，大大簡化了程序結(jié)構(gòu)和操作的復(fù)雜性。當(dāng)Windows ，其良好的操作性能得到廣大用戶的肯定，并為虛擬儀器的快速發(fā)展提供了基礎(chǔ)。NI公司是世界上最大的虛擬儀器制造商，