基于labview直流电机pid控制系统设计

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1、·74·工业仪表与自动化装置2010年第5期基于LabVIEW直流电机PID控制系统的设计刘宁(西安航空技术高等专科学校教务处，西安710077)摘要：给出了基于LabVIEW的直流电机PID控制系统的设计方法，介绍了系统的组成和程序设计方法。系统具有良好的软件交互界面，编程简单，经调试，控制效果良好，有实际应用价值。关键词：直流电机；LabVIEW；PID控制中图分类号：TP273文献标志码：B文章编号：1000—0682(2010)05—0074—03ThedesignofPIDcontrolsystembasedonLabVIEWforD

2、CmotorLIUNing(DepartmentofTeach6~gAfair，Xi㈣AeronauticalCollege，Xi㈣710077，China)Abstract：ThispaperpresentsthemethodofPIDcontrolsystembasedonLabVIEWforDCmotor．Themethodofprogramdesignisdescribed．Thesystemhasfinesoftwareinterfaceandpracticalapplica．tionvalue．Keywords：DCmotor；La

3、bVIEW；PIDcontrol0引言在直流电机控制系统中，被控制量一般都是电机的转速，控制的目的是保持电机转速稳定在所需要的数值上。但在实际生产过程中，经常会遇到直流电机带动生产机械产生一定的位置变化的装置，这时需要同l直流电机控制系统组成的控制量就不再是电机的转速，而是控制生产机械的时皮带移动的同时带动右端的一只多圈电位器(位直线位移，因此需将电机的转速输出转换为电机的位移传感器)转动，位移传感器输出的电压就可定量移输出，从而实现对生产机械直线位移的控制。地表示直流电机角位置量，这样直流电机的角位置系统采用虚拟仪器图形化编程软件LabVIE

4、W量也就可由电机负载指针位置直观地表示出来。实现对直流电机的位置控制，为了取得较好的控制效果，采用PID控制算法。系统结构简单，有较好的人机交互界面，并且编程简单，可根据不同的要求随时调整控制方式。1系统组成及工作原理系统由1台计算机、1台直流电机运动装置、1图2直流电机运动装置块数据采集板及电机驱动电路组成，如图l所示。在系统中，直流电机负载指针在0～16cm的行程其中直流电机运动装置如图2所示，冈中直流范围内运动，对应的位置反馈电压范围为0～5V。计电机转轴连接蜗杆减速传动装置，蜗杆减速传动装算机通过采集位移传感器输出的反馈电压，就可得到置

5、通过齿轮驱动皮带传送带，通过这种装置就可将当前电机负载指针位置，与指定指针位置比较，得到位电机的网周运动转换成皮带的水平运动。皮带水平置偏差，采用PID控制算法可得控制量，通过D／A及运动的位移量可通过指针和刻度尺来量化表示，同电机驱动电路可控制电机向指定位置运动。收稿日期：2010—04—262系统软件设计作者简介：刘宁(1970)，女，硕士，1：程师，研究方向为电气控直流电机控制系统程序流程如图3所示，首先2010年第5期工业仪表与自动化装置·75·采集当前直流电机负载指针位置，得出当前位置与器。图4为直流电机控制系统前面板，图中，直线表指

6、定位置的偏差，当偏差小于稳态误差(<0．01cm示直流电机负载指针的指定位置，曲线表示电机负载的线位移)，则控制直流电机停转，当偏差大于稳态指针到达指定位置的过渡过程；图5为直流电机控制误差，则通过PID算法得到控制量，控制直流电机向系统框图程序，整个程序结构是一个while循环。其指定位置运动。内部结构分为4个模块：数据采集模块、波形显示模块、PID控制量计算模块和电机控制模块。t滁、毽系缆电机负载指针宴际位置l223⋯⋯⋯⋯’‘‘。。。。i电机负载指针预设位置I225qj0I23456780i0lll2I3i4lSl6豫魂嘲{I0l■■I1

7、Bl4l210翟e64图3直流电机控制程序流程图2系统软件编程采用美国NI公司的LabVIEW8．6时问tdti-7：T-t~'：软件，它是一种图形化编程语言，使用数据流编程方ns。tPID参喜乜设定黼法描述程序的执行，用图表和连接线写程序，其应用程序由3部分组成：前面板、框图程序和同连接图4直流电机控制系统前面板善显示模块一l堕I口图5直流电机控制系统框图程序下面介绍各模块的设汁方法。Input功能中选取DAQAssistant模块，并对该模块1)数据采集模块进行初始化，在初始化中选取数据采集通道和模拟其功能是采集直流电机负载指针位置的电压信

8、输人电压范围(系统采用NI公司的USB一6008数据号。设计方法：①在LabVIEW软件Functions下的采集卡，选取通道0，模拟输入电压范围0～