- •Минобрнауки россии
- •Задание на магистерскую диссертацию
- •Реферат
- •Аннотация выпускной квалификационной работы
- •Характеристика вкр
- •Summary
- •Сожержание
- •Определения, обозначенияисокращения
- •Введение
- •1 Разработка концепции и аппаратная реализация проектируемого стенда
- •1.1 Обзор существующих решений
- •Лабораторный стенд «Система автоматического регулирования электродвигателей постоянного и переменного тока»
- •1.1.2. Лабораторный стенд «Исполнительный двигатель постоянного тока»
- •1.1.3. Лабораторный стенд «Исполнительный бесколлекторный двигатель постоянного тока ибдпт1-н-к»
- •1.1.4. Лабораторный стенд «Исследование двигателя и генератора постоянного тока»
- •1.1.5 Тренажер управления двигателем постоянного токаQnet dcmct
- •1.1.6 Обобщение и выбор прототипа
- •1.2 Концепция аппаратной реализации стенда и его функциональное назначение
- •1.3 Аппаратная реализация
- •1.3.1 Выбор элементной базы
- •1.3.2 Лабораторная платформа nielvisii
- •Настольная рабочая станция элвис II
- •1.3.3 Требуемое программное обеспечение Программное обеспечение ni LabView
- •Программное обеспечение ni elviSmx
- •Daq Assistant
- •Control Design Module
- •SimulationModule
- •2. Построение математической модели двигателя постоянного тока и системы тестирования
- •2.1 Математическая модель дпт
- •2.2 Расчет параметров дпт
- •2.3 Разработка системы автоматического управления
- •2.4 Разработка системы тестирования
- •2.4.1 Формирование модуля шим Общие сведения о шим
- •Цифровой синтез сигналов в системе LabView
- •Синтез сигналов с широтно-импульсной модуляцией
- •2.4.2 Формирование канала управления с помощью daqAssistant
- •Взаимодействие компьютера с устройствами сбора данных
- •Создание типового daq приложения
- •3. Программное и методическое обеспечение исследовательского стенда с дпт
- •3.1Программная реализация математической модели дпт в LabView
- •3.1.1. Формирование модели дпт с помощью цикла For
- •3.1.2. Задание модели дпт с использование передаточной функции
- •3.1.3. Реализация модели посредством структурной схемы
- •3.2. Разработка вариантов реализации измерительного канала
- •3.2.1 Внешний энкодер (тахометр)
- •3.2.2. Встроенный энкодер
- •Проектирование основного управляющего цикла
- •3. 4 Методика работы с исследовательским стендом
- •4 Понятие об электробезопасности
- •4.1 Общие понятия
- •4.2 Сети напряжением до 1кВ
- •4.3 Безопасность ni elvis II
- •4.4 Электромагнитная совместимость
- •4.5 Предохранители защитной платы
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение 1
- •Приложение 3
Программное обеспечение ni elviSmx
NI ELVIS IIиспользует приборы, разработанные в программной среде LabVIEW, которые обладают функциональностью комплекта наиболее распространенных лабораторных приборов. Программное обеспечение NI ELVISmxиспользуется для управления аппаратными средствами NI ELVIS IIс помощью созданных в LabVIEWлицевых панелей (SoftFrontPanels – SFPs) следующих измерительных приборов:
Генератора сигналов произвольной формы (ArbitraryWaveformGenerator – ARB)
Анализатора амплитудно- и фазочастотных характеристик (BodeAnalyzer)
Устройства чтения цифровых данных (DigitalReader)
Устройства записи цифровых данных (DigitalWriter)
Цифрового мультиметра (DigitalMultimeter – DMM)
Анализатора спектра (DynamicSignalAnalyzer – DSA)
Генератор стандартных сигналов (FunctionGenerator – FGEN)
Анализатора импеданса (ImpedanceAnalyzer)
Осциллографа (Oscilloscope – Scope)
Анализатора вольтамперной характеристики двухполюсников (Two-WireCurrentVoltageAnalyzer)
Анализатора вольтамперной характеристики трехполюсников (Three-WireCurrentVoltageAnalyzer)
Регулируемых источников питания (VariablePowerSupplies) [12].
Daq Assistant
DAQ Assistant в LabVIEW 7.0 и последующих версиях, работающих с NI-DAQmx, представляет собой графический интерфейс для конфигурирования каналов, масштабов и задач измерения. DAQ Assistant может быть использован для генерации программного кода NI-DAQmx, выполняющего задачи и обслуживающего каналы, или для встраивания этого кода в другие системы сбора данных. Запуск DAQ Assistant производится из LabVIEW или из MAX.
Компонент DAQ Assistant(категорияFunctions⇒Express⇒Input) обеспечивает программный интерфейс между аппаратной частью схемы и виртуальным инструментом [13].
Control Design Module
МодульControlDesignToolkitбылразработанвесной 2004года. В настоящий момент является составной частью объединенного модуляControlDesign&SimulationModuleОн расширяет возможности средыLabVIEWв области систем управления – их анализа и синтеза во временной и частотнойобластях. Набор функций модуля схож по своему составу с ControlSystemToolbox в MATLAB и подобной же категорией функций в Octave.
В ControlDesignToolkitвходитControlDesignAssistant– интерактивное приложение, используемое независимо от LabVIEW, и без знания программированияна LabVIEW (тем не менее, вы можете сгенерировать код LabVIEW из вашегопроекта, созданного вControlDesignAssistant).ControlDesignAssistantдоступенвменюПуск⇒Программы⇒NationalInstruments, илиизменюTools⇒ControlDesignToolkitвLabVIEW.
Виртуальные приборы, входящие в примеры настоящего модуля, не содержатциклов типа While. Соответственно, каждый ВП выполняется один раз. Если выхотите запустить ВП в непрерывном цикле с четко заданным шагом итерации, вампридется изменить некоторые параметры, чтобы поместить код блок диаграммыв цикл While [14].
Функции ControlDesign доступны в палитре функций на рисунке 1.11.

Рисунок1.11 - Палитра функций ControlDesign[14].
Ниже приводится список базовых функций модуля ControlDesign.
Палитра ModelConstruction (Создание моделей): Построение модели пространства состояний (ConstructState-SpaceModel); Построение модели по передаточной функции (ConstructTransferFunctionModel); Построениеспециальноймодели (ConstructSpecialModel):Первого порядка с\без временной задержки;Второго порядка с\без временной задержки;Приближенное вычисление задержки по методу Pade. Отображение уравнения передаточной функции (DrawTransferFunctionEquation): отображает на лицевой панели уравнение заданной передаточной функции. Чтение модели из файла; Запись модели в файл.Палитра ModelInformation.Палитра ModelConversion (Преобразование моделей):Преобразование в модель пространства состояний (ConverttoStateSpaceModel); Преобразование в модель, заданную передаточной функцией (ConverttoTransferFunctionModel); ПреобразованиевPadeApproximationDelayмодель; Преобразование непрерывной системы в дискретную различными методами (Эйлера, Тастина, экстраполятора нулевого порядка и др.); Преобразование дискретной системы в непрерывную; Преобразование моделей, используемых в ControlDesign, для использования в SimulationModule.Палитра ModelInterconnection (Преобразование элементарных моделей): Последовательное соединение; Параллельное соединение; Соединение с обратной связью.Палитра TimeResponse (Анализ во временной области): Реакция на ступенчатое воздействие (stepinput); Реакция на заданные начальные условия.Палитра FrequencyResponse (Анализ в частотной области): Диаграмма Боде: вычисляет и визуализирует реакцию на воздействиев частотной области и рисует диаграмму Боде; Найквиста; Николса; Зависимость усиления и фазы; Полоса пропускания.Палитра DynamicCharacteristics (динамические характеристики): Диаграмма нулей и полюсов; Степень усиления и опорная частота.Палитра ModelReduction (Упрощение моделей).Палитра анализа моделей пространства состояний: Матрица управляемости; Матрица наблюдаемости.Палитра синтеза звена с обратной связью: Звено Аккермана; Линейно-квадратичный регулятор; Фильтр Калмана.Палитра имплементации моделей: функции, расположенные в этой палитре, реализуют дискретную передаточную функцию на основе заданной математической модели с возможностью настройки типа функции (SISO/MIMO), задания параметров и т. д. Фактически, данная палитра являетсяаналогом Express-ВП.Аналитическая разработка PID-регуляторов. Предназначена для расчетапараметров ПИД-регулятора таким образом, что его устойчивость гарантируется для процесса с заданным набором параметров.Управление с опережением. Предназначена для разработки и реализации модель-ориентированных опережающих контроллеров (МРС).Решатели алгебраических уравнений (Риккатти и Ляпунова) [14].
