基于虚拟仪器的复杂系统控制器设计

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1、基于虚拟仪器的复杂系统控制器设计中山大学硕士学位论文基于虚拟仪器的复杂系统控制器设计姓名：刘撷捷申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：杨智20100603摘要基于虚拟仪器的复杂系统控制器设计专业：检测技术与自动化装置硕士生：刘撷捷指导教师：杨智教授摘要虚拟仪器是基于计算机的仪器，是电子测量和计算机测试的前沿技术。虚拟仪器拥有卓越的分析功能和强大的数据采集处理及运算功能，配合其工程平台LabVIEW，它将会成为今后控制领域及仪器仪表领域发展的一个重要研究和应用方向。在控制领域，复杂系统控制器设计问题一直是研究人员和工程师所关注的

2、重点。现如今，尽管有许多先进的、“智能"化的控制器涌现出来，但是在工业控制中，仍然有90％以上的控制过程使用经典的PID控制器。本文尝试以美国NI公司的图形化编程语言LabVIEW、控制设计工具包及仿真模块作为开发平台，设计了一类通用过程控制系统。该系统功能包括简便地建立对象模型及其性能分析、仿真设计合适的控制器、以及对实际的被控对象进行实时控制。而在控制器的设计过程中，研究人员不仅可以设计参数手动整定PID控制器，也可以使用本文设计的继电反馈PID参数自整定控制器。通过对工业过程中几种典型的被控对象进行仿真及实时控制实验，证实了该系统的稳定

3、性以及本文所设计的自整定控制器算法利用虚拟仪器技术实现的可行性和抗干扰能力的有效性。仿真及实时控制效果令人满意，对自动化研究者具有较大的科学方法理论验证及工程实用价值。关键词：LabVIEW、PID、自整定、继电反馈、系统仿真、实时控制ofControlleronBasedonDesignComplexSystemVirtualInstrumentMajor：MeasuringTechnology&AutomatedEquipmentName：LiuXiqieZhiSupervisor：Prof．YangABSTRACTVirtualInst

4、rumentistheinstrumentbasedonisadvancedincomputer,ittechniqueelectronicmeasureandtheexcellentanddatacomputertesting．WithanalyticpowerfulandInstrumentwillbetheandacquisitionoperationfunction,Virtualdisquisitiveinthecontrolandinstrumentfieldwithappliedemphasescooperateengineer

5、ingLabVIEW．platformTheoftheincontrollerisattentivedesigncomplexsystemsignificantlybyresearchersandlotofadvancedandcontrollercomeengineer$．Nowadays，aintelligentthereisstillmorethan90％PIDcontrollerinthecontr01．Inthisout,butprocesspaper,auniversalcontrolisprocesssystemdesigned

6、,whilegraphicalprogramminglanguageLabVIEWisthewithControlToolkitanddevelopmentplatform，combiningDesignSimulationModule．TheresearchersCanmodelandthecontrolanalyseplanteasily,acontrollerinsimulationandcontroltherealon-linewiththisdesignobjectsystem．IntheoftheresearcherCannott

7、hemanualPIDdesigncontroller,thedesignonlytuningalsotheautomaticcontroller．Thesimulateandthecontroller,buttuningprocesstheinreal-timecontrolforclassicalthethattheofthesystemsindustryapproveabilityisandthearithmeticisrealizablebasedonVirtualInstrumentandsystemsteadyavailablew

8、henitthecontroleffectisSOagainstdisturbances．Moreover,thesatisfyingthatthisistocon