【正文】 l for hardware experiment expansion is put last,Matlab programming is used for parison and accuracy certification.Keywords: virtual instrument。本文設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有實(shí)驗(yàn)界面簡(jiǎn)單，參數(shù)改變方便等特點(diǎn)。首先提出了基于Matlab的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用軟件模擬了實(shí)際硬件的全部功能。所以，試驗(yàn)效果并不很理想。Labview像C或C++開(kāi)發(fā)環(huán)境一樣，也是一種程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境，但與現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言不同的是，Labview采用圖形化編程語(yǔ)言—G語(yǔ)言，產(chǎn)生塊狀的程序。Labview程序又稱虛擬儀器，它的表現(xiàn)形式和功能類似于實(shí)際的儀器，但Labview程序容易改變?cè)O(shè)置和功能。 鑒于Labview和Matlab的優(yōu)點(diǎn)，在Labview中調(diào)用和操作Matlab可實(shí)現(xiàn)Labview和Matlab的混合編程，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)。虛擬儀器具有仿真的用戶面板，學(xué)生通過(guò)操作虛擬面板就可學(xué)習(xí)和掌握儀器原理、功能與操作。 Labview的介紹Labview是一種基于圖形的集成化程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了虛擬儀器的概念，它是一套專為數(shù)據(jù)采集與儀器控制、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表達(dá)而設(shè)計(jì)的圖形化編程軟件，強(qiáng)調(diào)了用戶在標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)上配以高效經(jīng)濟(jì)的硬件設(shè)備來(lái)構(gòu)建自己的儀器系統(tǒng)的能力。所謂解釋型是指用Labview開(kāi)發(fā)的軟件無(wú)法在Windods操作系統(tǒng)下直接運(yùn)行，所以軟件必須在Labview的平臺(tái)支持下運(yùn)行，也就是說(shuō)Labview不能生成真正的可執(zhí)行文件。虛擬儀器的硬、軟件具有開(kāi)放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性等特點(diǎn)。在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上，優(yōu)秀虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)已經(jīng)將其高效的軟件構(gòu)架與計(jì)算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起，給用戶提供最方便的、最靈活的操作以及強(qiáng)大的功能，讓用戶輕松地配置、創(chuàng)建、部署和維護(hù)高性能、低成本的測(cè)量和控制解決方案?？梢杂靡浑A微分方程描述的系統(tǒng)稱為一階系統(tǒng)，一階系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程具有如下的一般形式：()式中，T為慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)，代表系統(tǒng)的慣性；c（t）和r（t）分別是系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)。:()引入?yún)?shù)，稱作二階系統(tǒng)的自然頻率，單位為rad/s。對(duì)上式兩端取拉氏反變換，可以求出系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)表達(dá)式。 b. 臨界阻尼響應(yīng)阻尼比時(shí)，系統(tǒng)的響應(yīng)稱為臨界阻尼響應(yīng)。根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的定義和系統(tǒng)欠阻尼單位階躍響應(yīng)的表達(dá)式，可以導(dǎo)出系統(tǒng)性能指標(biāo)通過(guò)其特征參數(shù)和表達(dá)的計(jì)算式。+_R(S)C(S) 采樣系統(tǒng)是將采樣器位于系統(tǒng)中，將連續(xù)系統(tǒng)離散化。 X（S）Xh（S）T “采樣—保持器”原理方框圖。R（S）C（S）+ 校正后采樣系統(tǒng)的原理方框圖。系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)特征方程的全部根，或者系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)都位于S左半平面。E（S）R（S）+M=1C（S） 繼電型非線性三階系統(tǒng)的原理方框圖若系統(tǒng)的非線性元件1/N及線性部分的G（jw）的軌跡已知，則：利用交點(diǎn)的虛部為零，求交點(diǎn)的角頻率w，即：()利用交點(diǎn)在橫坐標(biāo)上，求自振的振幅X，即：()這里，繼電型非線性元件 第3章 程序方案設(shè)計(jì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：應(yīng)用Labview編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)包含“自動(dòng)控制原理”課程常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。登陸系統(tǒng)是登陸了正確的用戶名和校驗(yàn)碼后可以進(jìn)入主程序。 1. 面板設(shè)計(jì)啟動(dòng)Labview，進(jìn)入儀器編輯環(huán)境，建立儀器的面板，面板主要控件如下。num=[K]。y=step(sys,t)。 一階系統(tǒng)慣性環(huán)節(jié)運(yùn)行結(jié)果 實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)Matlab的仿真和正確性驗(yàn)證在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為了對(duì)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，采用Matlab軟件進(jìn)行仿真。 二階系統(tǒng)儀器面板2. 程序框圖設(shè)計(jì)》All Functions》Analyze》Mathematics》Formula》MATLAB Script操作，然后添加如下的輸入、輸出變量。ts=4/(zeta*omegan)。t=0::5。 二階系統(tǒng)程序框圖3. 保存，運(yùn)行 欠阻尼、。1. 面板設(shè)計(jì)啟動(dòng)Labview，進(jìn)入儀器編輯環(huán)境，建立儀器的面板，面板主要控件如下。k0=20。sys1=feedback(s1,1)。ts=4/(zeta*omegan)。sope=s1*s2。b．執(zhí)行Functions》All Functions》Array》Reshape Array操作，功能是將輸出變量t和 y 的維數(shù)統(tǒng)一。 系統(tǒng)校正前的Matlab仿真 系統(tǒng)校正后的Matlab仿真本系統(tǒng)為自動(dòng)控制原理中采樣系統(tǒng)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，當(dāng)給采樣系統(tǒng)的采樣周期T輸入不同值時(shí)，可以確定不同的傳遞函數(shù)，據(jù)此可以畫(huà)出采樣系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。輸入變量 類型 T Real 輸出變量 類型 t 2D Array of Real y 2D Array of Real然后，將下面的MATLAB文件寫(xiě)入節(jié)點(diǎn)內(nèi)。t=0::3。 采樣系統(tǒng)程序框圖，運(yùn)行 。1. 面板設(shè)計(jì)啟動(dòng)Labview，進(jìn)入儀器編輯環(huán)境，建立儀器的面板，面板主要控件如下。n1=30。s39。t1=0::5。s2=tf(n2,d2)。y2=step(sys2)。 采樣系統(tǒng)矯正運(yùn)行結(jié)果在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為了對(duì)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，采用Matlab軟件進(jìn)行仿真。2. 程序框圖設(shè)計(jì)》All Functions》Analyze》Mathematics》Formula》MATLAB Script操作，然后添加如下的輸入、輸出變量。subplot(211)。 end subplot(211)。 xlabel(39。Gain dB39。Frequency(rad/sec)39。)。 頻率特性運(yùn)行結(jié)果在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為了對(duì)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，采用Matlab軟件進(jìn)行仿真。 穩(wěn)定性分析的儀器面板2. 程序框圖設(shè)計(jì)》All Functions》Analyze》Mathematics》Formula》MATLAB Script操作，然后添加如下的輸出變量。s1=tf(n1,d1)。num=[0 0 25]。y=step(syss,t)。 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的運(yùn)行結(jié)果在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為了對(duì)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，采用Matlab軟件進(jìn)行仿真。 非線性系統(tǒng)的儀器面板2. 程序框圖設(shè)計(jì)》All Functions》Analyze》Mathematics》Formula》MATLAB Script操作，然后添加如下的輸出變量。2w^2=039。w2=double(w1)。pi*X/4=A39。X1=double(X)。M=1。k*39。for w=::6 nyquist(G,[w,w+]) hold onend。 登陸系統(tǒng)的流程圖初始化程序由一個(gè)empty string constant（空字符串）、兩個(gè)局部變量和一個(gè)順序結(jié)構(gòu)組成。覆蓋以前的用戶登錄信息。 主程序的流程圖 輸出報(bào)表的設(shè)計(jì)。位置位于：互連接口》ActiveX》屬性節(jié)點(diǎn)，功能是視excel為一個(gè)可見(jiàn)工作表的屬性。本文基于LabVIEW的自動(dòng)控制原理虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決了各校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到的困難。③利用Matlab語(yǔ)言編程進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)行正確性驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示一致。②采用基于虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器，減少了硬件設(shè)備的需求，降低了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的成本。虛擬儀器的出現(xiàn)，徹底改變了傳統(tǒng)的儀器觀，開(kāi)辟了測(cè)量測(cè)試技術(shù)的新紀(jì)元。虛擬儀器的在經(jīng)濟(jì)上節(jié)約了傳統(tǒng)儀器的大部分成本，而且在實(shí)用性上不比傳統(tǒng)儀器遜色，現(xiàn)在虛擬儀器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)等諸多領(lǐng)域，在降低了原有成本的基礎(chǔ)上，同時(shí)它的應(yīng)用比較方便，而且初學(xué)者較容易學(xué)習(xí)、運(yùn)用。在軟件程序的編寫(xiě)上老師又給我提供了很多指