基于LabVIEW的溫度控制實驗室教學(xué)系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、實驗教學(xué)是工科院校教學(xué)與科研的重要環(huán)節(jié)，對于自動化類專業(yè)，建設(shè)一個良好的過程控制實驗平臺是十分必要的。為了讓學(xué)生更好地掌握所學(xué)的知識，本文結(jié)合自動化類專業(yè)的教學(xué)特點和要求以及相關(guān)建設(shè)項目，以實驗室的溫度控制實驗裝置為被控對象，開發(fā)了基于LabVIEW的溫度控制實驗教學(xué)系統(tǒng)。此實驗系統(tǒng)包括參數(shù)辨識實驗，還包括控制系統(tǒng)仿真實驗，也可以利用溫度控制實驗裝置進行一些先進控制算法的實驗教學(xué)。
　　論文建立了溫度控制實驗裝置的數(shù)學(xué)模型，并用實

2、驗法和最小二乘法辨識出模型參數(shù)。通過實驗教學(xué)系統(tǒng)接口，完成系統(tǒng)參數(shù)辨識實驗，學(xué)生可以掌握系統(tǒng)周期選擇、數(shù)據(jù)濾波、和辨識方法的選擇對模型參數(shù)辨識的精度和模型結(jié)構(gòu)的影響，加深學(xué)生對溫度控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)特性的理解。
　　為了提高學(xué)生實驗效率，本文研究了LabVIEW平臺下各種仿真方法，針對溫度控制過程，對傳統(tǒng)PID、Smith預(yù)估器、模糊控制、模糊PID等控制算法進行了仿真。通過LabVIEW仿真實驗，便于學(xué)生掌握PID參數(shù)、Smi

3、th模型參數(shù)適配、模糊變量、尺度變換和論域、隸屬度函數(shù)的選擇、模糊規(guī)則庫等對控制性能的影響。
　　為了有效利用實驗室硬件資源，重點研究了LabVIEW平臺與多種硬件的通信方法，編寫了針對實際裝置的軟件算法，并且在硬件平臺上實現(xiàn)了實驗教學(xué)的軟件開發(fā)，并將實驗平臺進行了遠程發(fā)布。
　　通過此實驗平臺，學(xué)生可以深入認識過程控制系統(tǒng)的組成、參數(shù)辨識和算法研究等知識，并且可以方便地進行算法的仿真和各種實驗。該實驗系統(tǒng)可以充分利用實驗室