基于LabVIEW的直流电机控制系统的设计与实现
基于LabVIEW的直流电机PID速度控制系统设计
基于LabVIEW的直流电机PID速度控制系统设计沈峰;钟胜奎;仲兆准;张运诗;谢光伟【摘要】PID control algorithm is designed to control the speed of DC motor,based on the NI ELVIS II+experimental platform and graphic system design software LabVIEW. This control algorithon reflects the flexibility of virtual instrument technology and breaks through the traditional instrument limitation in data processing, expression and storage.%基于NI ELVIS II＋实验平台及LabVIEW图形化系统设计软件，设计了一种用PID控制算法对直流电机转速的控制系统，体现了虚拟仪器技术的灵活性，突破了传统仪器在数据处理、表达以及存储方面的限制。
【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P189-190,207)【关键词】LabVIEW;PID控制;直流电机【作者】沈峰;钟胜奎;仲兆准;张运诗;谢光伟【作者单位】苏州大学机电工程学院江苏苏州215021;苏州大学沙钢钢铁学院江苏苏州215021;苏州大学沙钢钢铁学院江苏苏州215021;苏州大学机电工程学院江苏苏州215021;苏州大学机电工程学院江苏苏州215021【正文语种】中文【中图分类】TM330 引言直流电机是机械能和直流电能互相转换的旋转机械装置，直流电机具有较好的调速性能和较大的启动转矩，因此，对调速要求较高的生产机械(例如龙门刨床、镗床、轧钢机等)或者需要较大启动转矩的生产机械(例如起重机械、电力牵引设备等)往往采用直流电机来驱动。
基于LabVIEW直流电机转速测控系统的设计
基于LabVIEW直流电机转速测控系统的设计张应和【摘要】电机转速的精确度、实时性和稳定性直接影响电机调速系统的性能,文中介绍了一款基于LabVIEW软件平台的直流电动机转速测量控制系统,利用增量式光电编码器将电机的转速转换为脉冲信号,通过计算机LabVIEW软件里的用户界面对电机转速进行设定,设定范围为0～2500 r/min;经过多次调试,得出理想的PID控制参数(P=1,I=1.2,D=0);再通过数据采集卡输出给电机驱动芯片来完成对电枢电压的控制,最后发现当直流电机电枢电压控制在0～2.8 V范围内,电机实际输出转速为最佳状态.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2019(027)012【总页数】5页(P66-70)【关键词】LabVIEW;PID;数据采集;电机转速【作者】张应和【作者单位】西安铁路职业技术学院机电工程学院,陕西西安 710026【正文语种】中文【中图分类】TN6目前，国内大多数大专高职院校都采用传统的实验教学方法，侧重于理论验证和模仿训练，内容模式固定，学生思维限定僵化，缺乏创新意识和综合应用能力，难以调动学生的主动性和创造性，从而在很大程度上制约了实验教学的发展和人才培养质量的提高，严重影响了教学及科研，本文采用LabVIEW软件开发平台，在结合国内外电机测试系统的基础上，研究并设计了这款基于LabVIEW的直流电动机转速测控系统，用于传感器实验教学，以提高实验教学水平和教学质量[1]。
1 系统总体设计该电机转速测控系统是结合目前已有的实验仪器及设备来搭建和设计的，设计思路如图1所示，先启动直流电动机，利用增量式光电编码器来采集直流电机的转速，然后将采集到的转速信号转换脉冲信号输送给数据采集装置的输入端口，数据采集装置将信号进行A/D转换后输送给计算机，通过计算机LabVIEW虚拟仿真软件对系统控制参数进行设定，再利用PID控件来实现对电机转速的调控，之后再通过数据采集装置进行D/A后输送至直流电机的驱动芯片，即通过改变直流电机的电枢电压的大小，从而改变电机的转速来到达系统的要求[2]。
LabVIEW在电机控制中的应用实现精准的电机控制
LabVIEW在电机控制中的应用实现精准的电机控制LabVIEW是一款基于图形化编程界面的开发环境，广泛应用于工业自动化领域。
在电机控制中，LabVIEW以其强大的实时性、易用性和可扩展性，成为了实现精准电机控制的理想选择。
一、LabVIEW的基本原理和特点LabVIEW采用了数据流图（Dataflow Diagram）的编程方式，通过将程序分为不同的模块，用图形化的图标表示不同的功能和算法，实现模块之间的数据交互和控制。
这种图形化的编程方式使得LabVIEW非常易于学习和使用。
LabVIEW具有以下几个特点：1. 强大的数据采集和处理功能：LabVIEW提供了丰富的传感器接口和数据采集模块，可以方便地获取电机的各种参数，如速度、转矩、温度等。
同时，LabVIEW还提供了丰富的信号处理和分析工具，可以对采集到的数据进行滤波、谐波分析等操作。
2. 高度可扩展性：LabVIEW支持与其他硬件设备和软件系统的连接，可以通过各种接口和协议与外部设备进行通信，实现与其他组件的集成，提高整个系统的可扩展性和灵活性。
3. 实时性能强：LabVIEW具有出色的实时性能，能够实时获取电机的状态并做出相应的控制。
这对于电机控制来说至关重要，因为电机反应速度非常快，需要实时采集和处理数据，才能实现精准控制。
二、LabVIEW在电机控制中的具体应用1. 电机控制算法的实现：LabVIEW提供了丰富的控制算法和函数模块，可以根据具体的需求，选择合适的算法进行电机控制，如PID控制、模糊控制等。
利用LabVIEW强大的数据处理能力，可以实现对控制算法的灵活调整和优化，从而提高电机控制的精度和稳定性。
2. 电机状态监测和保护：LabVIEW可以通过采集电机运行时的各种参数，实时监测电机的状态，如温度、电流、转速等。
当电机运行参数异常时，LabVIEW可以通过设定相应的报警和保护机制，及时采取措施避免电机受损。
3. 远程监控和控制：LabVIEW支持与其他设备和系统进行远程通信，可以实现对电机的远程监控和控制。
LabVIEW在电力系统高压直流输电中的应用实现高效的输电控制
LabVIEW在电力系统高压直流输电中的应用实现高效的输电控制随着电力需求的不断增加，对于电力系统输电的要求也越来越高。
高压直流输电作为一种高效的输电方式，被广泛应用于大型电力系统中。
而LabVIEW作为一款强大的虚拟仪器平台，可以提供可视化的编程环境和丰富的工具库，为高压直流输电的控制与监测提供了便利。
本文将介绍LabVIEW在电力系统高压直流输电中的应用，讨论其实现高效的输电控制的方式。
一、LabVIEW在高压直流输电系统的监测与保护在高压直流输电系统中，实时的监测和保护是确保输电安全和稳定的重要环节。
LabVIEW提供了丰富的数据采集和处理功能，能够实时监测输电系统中的参数，如电压、电流、功率等。
通过LabVIEW的图形界面，用户可以直观地查看系统的实时状态，并对异常情况进行及时处理。
同时，LabVIEW还能够通过与保护设备的通信接口，实现对系统的自动保护功能，如短路保护、过载保护等。
二、LabVIEW在高压直流输电系统的控制与调节高压直流输电系统需要对电压、电流等参数进行精确的控制与调节，以确保输电的稳定性和可靠性。
LabVIEW通过与控制设备的通信接口，可以实现对输电系统的远程控制与调节。
同时，LabVIEW还提供了丰富的控制算法和优化方法，能够根据实时的系统参数进行自动调节，实现对输电系统的高效控制。
三、LabVIEW在高压直流输电系统的故障诊断与排除当高压直流输电系统出现故障时，故障的诊断和排除是非常关键的。
LabVIEW提供了强大的数据分析和故障诊断功能，能够对系统中的故障进行准确的定位和分析。
借助LabVIEW的图形界面和数据处理功能，用户可以直观地观察到故障发生的位置、原因和影响，并针对性地采取相应的措施进行排除，从而提高了故障处理的效率和准确性。
总结：在电力系统高压直流输电中，LabVIEW通过其强大的数据采集、处理和控制功能，实现了高效的输电控制。
LabVIEW提供了直观的图形界面和丰富的工具库，使得电力系统的监测、调节和故障处理变得更加便捷和高效。
基于LabVIEW电机控制实验系统的软件设计及实现
关键词 ： ａ ＶＩ Ｗ ； Ｉ 控制 ；模 糊控 制 Ｌｂ Ｅ ＰＤ
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｔ ３ １ ５ Ｐ ７ ； Ｐ １．２
文献 标识 码 ：Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｒ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｔ ｒ ｏ ｌ ｃ ｒ ｃ ｍｏ ｏ ｏ ｔ ｏ ｅ ｔ ｓ ｇ ｎ ｅ ｌｚ ｔｏ ｆｓ ｆ ｗａ ｅ ｆ ｒ ｅ ｅ ｔ ｉ ｔ ｒ ｃ ｎ ｒ ｌｔ ｓ
ＶＯ ． ０ ＮＯ ４ Ｉ２ ．
Ｊ １ ２０ ｕ． ０ ６
文章编 号 ：６ ２ ６ ９ （ ０ ６ ０ — ０ ２ ０ １７— １７ ２０ ）４ ０ ５— ５
基 于 Ｌ ｂ Ｅ 电机 控 制 实验 系统 ａ ＶＩ Ｗ 的软件 设 计 及 实 现
李 瑞 先
（ 山东理 工 大学 交 通 与车辆 工程 学院 ， 山东 淄博 ２ ５ ４ ） ５ ０ ９
５ ３
ｂ ｎ ｈ的简 称 ， 美 国 国家 仪 器 公 司 （ ｅｃ 是 ＮＡＴＩ ＯＮ—
系统 组 成 及 工 作 原 理
系统 由一 台计 算 机 、 台 电机实 验装 置 、 一 一块
ｍｅ ｔｃ ｒ ｅ ｎ ｕ ｖ ．Ｂｅ ｉｅ ，ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｃ ｎ ｂ ｄｕ ｔ ｄｅ ｐ ｄｅ ｔｙ ｓｄ ｓ ｈ ｏ ｔｏ ａ ａ ｔ ｒ ａ ｅａ ｊ ｓｅ ｘ ｅ ｉｎ ｌ．
Ｋｅ ｒ ｓ：Ｌａ ＶＩ ｙ ｗｏ ｄ ｂ ＥＷ ；ＰＩ ｃ ｔ ｏｌ Ｄ ｏｎ ｒ ；Ｆｕ ｚ ｏｎｔｏｌ ｚｙｃ ｒ
直流电机转速控制实验报告
直流电机转速控制实验报告自动控制原理实验实验报告直流电机转速控制设计一、实验目的1、了解直流电机转速测量与控制的基本原理。
2、掌握LabVIEW图形化编程方法，编写直流电机转速控制系统程序。
3、熟悉PID参数对系统性能的影响，通过PID参数调整掌握PID控制原理。
二、实验设备与器件计算机、NI ELVIS II多功能虚拟仪器综合实验平台、LabVIEW软件、万用表、12V直流电机、光电管，电阻、导线。
三、实验原理直流电机转速测量与控制系统的基本原理是：通过调节直流电机的输入电压大小调节电机转速；利用光电管将电机转速转换为一定周期的光电脉冲、采样脉冲信号，获取脉冲周期。
将脉冲的周期变换为脉冲频率，再将脉冲频率换算为电机转速；比较电机的测量转速与设定转速，将转速偏差信号送入PID控制器，由PID 控制器输出控制电压，通可变电源输出作为直流电机的输入电压，实现电机转速的控制。
四、实验过程（1）在实验板上搭建出电机转速光电检测电路将光电管、直流电机安装在实验板上的合适位置，使得直流电机的圆片恰好在光电管之中，用导线将光电管与相应阻值的电阻相连，并将电路与相应的接口相连，连接好的电路图如下。
（2）编写程序，实现PID控制SP为期望转速输出，是用户通过转盘输入期望的转速；PV为实际测量得到的电机转速，通过光电开关测量马达转速可以得到；MV为PID输出控制电压，将其接到“模拟DBL”模块，实现控制电源产生所需的直流电机控制电压。
通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差，通过PID控制器产生控制信号，实现对直流电机转速的控制。
编写的程序如下图所示五、调试过程及结果PID参数调整如下时，系统出现了振荡现象，导致了系统的不稳定。
于是将参数kc调小，调整后的参数如下：系统出现了一定程度的超调，不满足实际的应用。
继续将Ti参数调大，并加入移位寄存器，对转速测量值取滑动平均，得到较为理想的系统输出。
-全文完-。
LabVIEW与控制系统设计实现系统控制和调节
LabVIEW与控制系统设计实现系统控制和调节LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 是国家仪器标准委员会推荐的一种基于图形化编程语言的开发环境，广泛应用于各个领域的工程与科学研究中。
LabVIEW提供了直观、易于使用的图形化编程界面，使得控制系统的设计和实现更加高效和灵活。
本文将介绍LabVIEW在控制系统设计和实现中的应用，并探讨其对系统控制和调节的作用。
一、LabVIEW在控制系统设计中的应用1. 系统建模与仿真在控制系统设计阶段，首先需要对被控对象进行建模与仿真。
LabVIEW提供了丰富的数据采集和信号处理的工具，能够方便地获取实验数据，并通过图形化界面进行数据处理与分析。
基于这些功能，控制系统的建模与仿真可以在LabVIEW平台上进行，方便快捷。
2. 系统控制算法的设计与优化控制系统的性能主要取决于其中的控制算法。
LabVIEW提供了一系列的算法库和模块，涵盖了常见的控制算法，如PID控制、模糊控制、自适应控制等。
同时，LabVIEW还支持用户自定义算法的开发，方便针对不同的系统进行优化与调试。
3. 系统参数的自动调整与优化控制系统的参数调整对于系统的性能和稳定性至关重要。
LabVIEW 提供了参数自整定工具，可以实时监测和调整系统参数，降低调试的复杂性。
通过LabVIEW的优化算法，系统参数的自动调整可以更加快速和准确。
二、LabVIEW在系统控制与调节中的作用1. 实时控制与数据采集LabVIEW提供了强大的实时控制功能，能够对系统进行实时监控和控制。
通过与硬件的连接，LabVIEW可以获取实时数据，实现对系统参数的实时调整，并对系统运行状况进行实时监测。
这为系统的控制和调节提供了良好的基础。
2. 界面友好的人机交互LabVIEW的图形化界面使得系统的控制与调节更加直观和直观。
用户可以通过图形化的操作界面，实现对系统的控制参数的设置和调整，并即时查看系统响应及其相应的数据变化。
LabVIEW在电机控制与驱动中的应用
LabVIEW在电机控制与驱动中的应用LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由美国国家仪器公司开发的用于快速设计、测量和控制系统的图形化编程语言和开发环境。
由于其简洁直观的图形化编程界面和强大的数据处理能力，LabVIEW在电机控制与驱动领域得到了广泛的应用。
本文将探讨LabVIEW在电机控制与驱动中的具体应用案例。
1. 电机控制系统概述电机控制系统是指通过对电机进行控制，实现对机械设备的精确运动控制。
电机控制系统一般由传感器、控制器和执行器组成。
传感器用于采集机械设备的位置、速度等参数信息，控制器根据采集到的信息进行数据处理与判断，然后输出控制信号给执行器，从而控制电机的运动。
LabVIEW作为一款功能强大的编程工具，能够实现电机控制系统中各个组件之间的数据交互和控制逻辑的设计。
2. LabVIEW在电机位置控制中的应用电机位置控制是电机控制系统的重要环节之一，通过对电机位置的精确控制，可以实现机械设备的正常运行。
LabVIEW可以通过编写控制算法和配置各种传感器，实现电机的位置反馈和闭环控制。
通过LabVIEW的图形化编程界面，用户可以直观地观察电机位置的变化和控制效果，便于系统调试和参数优化。
3. LabVIEW在电机速度控制中的应用电机速度控制是在电机控制系统中常见的一种控制方式。
LabVIEW 通过编写速度控制算法和输入控制信号，可以实现对电机速度的精确控制。
LabVIEW提供了丰富的数据处理函数和工具包，可以轻松实现速度环闭合控制、反馈信号滤波和速度曲线优化等功能，助力用户实现高精度的电机速度控制。
4. LabVIEW在电机力矩控制中的应用电机力矩控制是一种高级的电机控制技术，主要应用于对力矩要求较高的场景，如机器人、工业自动化等领域。
LabVIEW在电机力矩控制中通过设计转矩控制算法和优化控制策略，可以实现对电机输出力矩的精确控制。
使用LabVIEW进行控制系统设计实现稳定可靠的控制
使用LabVIEW进行控制系统设计实现稳定可靠的控制LabVIEW是一款功能强大的图形化编程环境和开发平台，广泛应用于控制系统的设计与实现。
本文将探讨如何利用LabVIEW来设计和实现稳定可靠的控制系统。
一、LabVIEW概述LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是由美国国家仪器公司（NI）开发的一种基于图形化编程的集成开发环境（IDE）。
通过可视化的图形化编程界面，用户可以快速构建控制系统、数据采集系统等。
LabVIEW具有丰富的功能模块和工具库，可以实现从基本的控制算法到复杂的控制策略的设计与开发。
二、LabVIEW的特点1. 简便易学：LabVIEW采用基于图形化编程的开发方式，通过将编程语言转换为图形符号及线连接的方式来开发程序，大大降低了门槛，使得初学者也能轻松上手。
2. 功能丰富：LabVIEW拥有众多的工具箱和模块，包括控制、信号处理、通信等方面，能够覆盖各种控制需求。
3. 可视化编程：通过图形化界面，可以清晰直观地查看和编辑程序，方便调试和修改。
4. 开放性与兼容性：LabVIEW可以与其他各类硬件和软件进行良好的兼容，方便与外界设备进行数据交互。
5. 稳定可靠：LabVIEW基于底层稳定的数据采集和处理技术，保证了控制系统的稳定性和可靠性。
三、LabVIEW在控制系统设计中的应用1. 设计控制算法：LabVIEW提供了丰富的控制算法模块，可以通过简单拖拽设置参数，快速搭建并调试控制算法。
2. 数据采集与处理：LabVIEW支持多种类型的数据采集设备，通过与传感器、执行器等的连接，可以实时获取系统的输入和输出数据，并进行处理和分析。
3. 控制系统模拟与验证：利用LabVIEW的仿真工具，可以在计算机上进行控制系统的仿真与验证，有效降低实际应用中的试错成本。
4. 通信与联网：LabVIEW支持多种通信协议和接口，可以实现与其他设备的数据交互和协同控制，实现多机互联。
基于LabVIEW的直流电机转速PID控制系统设计
基于LabVIEW的直流电机转速PID控制系统设计
谢三毛
【期刊名称】《防爆电机》
【年(卷),期】2009(44)4
【摘要】阐述位置式PID控制算法,分析基于LabVlEW的直流电机转速PID控制系统的硬件组成及软件设计方法.系统编程简单,具有良好的软件交互界面,控制效果良好,有实际应用价值.
【总页数】2页(P15-16)
【作者】谢三毛
【作者单位】华东交通大学机电工程学院,江西南昌,330013
【正文语种】中文
【中图分类】TM301.2;TM33
【相关文献】
1.基于灰色预测PID控制及LabVIEW的直流电机调速系统设计 [J], 蒋洪
2.基于参数可变PID控制器的永磁无刷直流电机转速控制系统 [J], 程启明;杨小龙;高杰;谭冯忍;张宇;余德清
3.基于LabVIEW的直流电机转速监测实验设计 [J], 许丽川;苏朝阳;梁永春;丛培强;李逢春;白连生
4.基于LabVIEW直流电机转速测控系统的设计 [J], 张应和
5.基于PLC的电机转速PID控制系统设计 [J], 金程程
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ＮＴＥ ＬＬＩＧＥＮＴ ＲＯＢＯＴ
《智能机器人》Ｏｃｔｏｂｅｒ．２０１ ７
＿ｌＪ二ＬａｂＶＩＥＷ的直流ｌ ｌｊＩ机控制系统的没计与
实现
重庆科创职业学院张建平
摘要：直流电机控制系统的主要采用ＮＩ ＥＬＶＩＳ虚拟仪器教学实验套件完成了硬件电路设计，并设计出
了电机转速控制ＶＩ，实现了其速度的在线实时控制。以ＰＩＤ经典控制方法为理论指导，采用４：１衰减
法对直流电机ＰＩＤ控制参数进行整定，然后利用整定结果进行速度在线实时控制，最后对控制效果进行
分析，达到了实验预期目的。
关键字：ＰＩＤ；电机转速；实时控制
１引言
直流电机由于具有速度控制容易，启、制动性能良好…，
且在宽范围内平滑调速等特点而在冶金、机械制造、轻一ｒ等
＿Ｉ 业部门中得到广泛应用。因此，对直流电机的速度控制方
法进行研究仍然有必要 】。采用虚拟仪器技术构建测试仪器，
不仅测试精度、稳定性和可靠性高，而且开发效率高，可维
护性强，有很高的性价比，节省投资，利于设备更新和功能
的转换与补充 ］。因此，虚拟仪器在生产过程控制中和产晶
性能测试，设备故障诊断都得到广泛的应用，其研究的意义
非常重大。
２硬件系统的设计
本论文研究的直流电机速度控制系统的硬件系统如图１
所示，包括ＰＣ机，ＮＩ ＥＬＶＩＳ平台工作站和原型实验板。其
中实验板 的器件包括１ｋ电阻、１Ｏｋ电阻、红外线发光二极
管（ＩＲ ＬＥＤ）、直流（ＤＣ）小电机。其中两个电阻是起了分
压的作用，１０ｋ电阻更是作为考察的对象，红外线发光二极
管是一对发射红外线和接受红外线的器件，万用表等测量ｌｌｒ
具。硬件系统实现了功能：通过计算机运行程序，启动数据 采集卡，从ＥＬＶＩＳ—ｒ：作平台上采集到模拟数据，然后进行采样， 量化，输送到计算机程序界面上，之后程序根据实际情况与 需要达到的目的进行比较，发｝｝｛控制信号，传输到ＥＬＶＩＳ— 作平台上，从而实现了速度控制。 １ Ｋ 接地 ＿苴射端 接收端 Ｅ ＣＨ４＋ Ａ。图ｌ电路原理图 作原理：当光线被挡住时，传感器接收边接收不到光 信号，使右边形成短路，１０Ｋｇｌ电阻上电压为低电平，当光 线不被挡住时，传感器接收边接收到光信号，使右边形成通路， １ＯＫＱ电阻Ｅ输出高电平。右边是电机，转轴ｌ 安装一个突出 薄板，薄板随电机转轴仪器旋转，没转一圈就挡住光电传感 器的光线，使传感器输 一个脉冲。这样电机每转一圈，就 会产生一个脉冲信号给ＰＣ机上的数据采集卡，通过数据采集， 利用ＬａｂＶＩＥＷ强大的子ＶＩ库中的Ｐｕｌｓｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｖｉ， 测试脉冲持续时间或波形的周期。
３控制系统的软件设计
直流电机速度控制系统的软件系统设计包括ＬａｂＶＩＥＷ
６９ Ｊ智能机器人
Ｊ研究与设计
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ
的｝ｉｉ＝『 板没计和ｌ框图没汁，前 板提供了可视化的控制界面，
框『鬈Ｉ提供ｒ弹细的程序控制过程，下而是程 设计的结果。
３．１控制系统前面板程序设计
２为九流电动机速度控制系统前而板的没计。实现的
功能：通过在 而板没 ＰＩＤ控制系数以及电 ，启动运行，
然后通过框『颦１的各部分功能的实现，从而 刮Ｊ，实ｌ时的速度
『鬈Ｉ形，以及过 速度变化情 。
Ｉ马２直流电机速度控制系统程序的前面扳
３．２控制系统控制程序框图 『鬈Ｊ ３为Ｉ＝｝ｊ＝流电机速度控制系统后置板的流程 冈。实 现的功能：通过接受控制电压和ＰＩＤ系数后，采集ｌ乜机的 转速，与预期值进行比较，从而超前性的输 控制电 ，控 制电机的转速。 ４ Ｐ：广ｊ控制器的设计 由于直流电机速度控制中，很难调到等幅振荡状态，凶此， 针对本次控制系统设计，采用４：１衰减法进行整定实验。 ４．１ ４：１衰减法 ４：ｌ衰减法的基本原理是先把积分时间放到最大，微分 时间放到零。待调节系统稳定后，逐步增大比例增益，观察 输出电压（电流）和调节过程的波动情况，直到出现４：ｌ衰 减过程为止＿４１。记录４：Ｉ比例增益 和操作周期 ，根据表 Ｉ所列的经验公式，求得调节器各个参数的具体数值，然后把 ■个参数加到控制器上进行控制。观察凋节过程，如发现记 录曲线不理想，可进行少量调整。 （Ｉ）按纯比例系统整定：比例增益 一０，调 器 一。。，乃一０，待系统稳定后，逐步增大比例增益，直到 现４：ｌ 的衰减曲线，假没此时的调节器比例增益为Ｋ ，振荡 期为 。 （２）按表１经验公式，计算 、 、 数值．
（３）整定 、 、 参数，观察调节过程 线，曲线不
７０ ｌ智能机器人
图３直流电机速度控制系统程序的程序面板
《智能机器人》Ｏｃｔｏｂｅｒ．２０１ ７
４．２ ４：１衰减法的在线实时控制过程
按照卜而所讨论的整定步骤进行槎定：
西‘先，将控制器的积分时问放在最大值、微分时『ｎＪ放
最小值，ｆ１的是 积分时阳Ｊ和微分时ｆｂＪ夫效。Ｓｔ－ 放 较小值，
让系统投入运行。
然 ，逐渐增大 值，｝＝Ｉ．改变一个 值后部给电机
系统一个阶跃变化，例如：从６ｖ跳到８ｖ，或者从８ｖ跳刨
６ｖ。然后观察系统的输ｆｆＩ，直刮ｍ现等幅４：１衰减振荡为止。
如 ４所示。Ｌ￣ＬＨ，ｔ记录比例增益 １．２，并算 ：７＝＝０．１１。
图４ ４：１衰；成法在４：１衰：成状态图
接着依据表格１的经验公式，计算 ＰＩＤ控制器参数为
０．３ ＝０．０３３， ，＝ｒＪ．，７＝＝０．０１１。
将所得到的参数填到ＰＩＤ ＧＡＩＮ，接着进行控制，让控制
电Ｊ 从３Ｖ Ｅ至１ ４Ｖ，从４Ｖ Ｅ至 ３Ｖ，ｉ导 图５。
从『颦１中可以看ｊＩ｛，超调量＿人大，调节Ｂ，ｆｌｈ］过长，因此，
根据经验，需要做一些手动凋节，通过降低比例增益和积分
时间来达到目的。再经过微调，｝｝Ｉ现如下网６所示罔形。此
时 ＝０．８５， ＝ｆＪ．０２７， 尸０．Ｏ１。整定效果非常不错。
通过研究直流电机的结构，建立控制模 ，然后没计ｆ ＪＪ
ＰＩＤ控制器，最后较好的对直流电机速度进行控制。本义所研
究的控制疗法对于其他类似控制，乃至Ｊ：业锅炉控制等也订
着积极地意义。
图５ ４：１衰减法经验公式效果图
图６ ４：１衰减法最后修正效果图
参考文献
…蒋达，梁庆辉，蒋清丰．无刷直流电机ＰＷＭ调速控制系统的
建模与仿真 数字技术与应用，２０１２（２）：１４４－１４８
ｌ２】岳学磊，白鹏，杨瑞坤，华伟民，三相８极无刷直流电机控制系
统设计【Ｉ１．电子技术应用，２ｏｌ６（４）：Ｉ１４一Ｉ１８．
ｆ３Ｉ李亚康，谢志远，聂盛阳毕亭亭．基于虚拟仪器的分布
式直流电机Ｐｌ１）控制系统设计Ｕ１．河北大学学报（自然科学
版１．２（）１５（４）：５８—６２．
１４ｌ杨世勇，徐国林．模糊控制与ＰＩＤ控制的对比及其复合控制Ｕ１
自动化技术与应用，２（）Ｉ１（１１）：１０２—１Ｉ）６
Ｉ５ｌ刘慧博，王静．吴彦合．无刷直流电机模糊自适应ＰＩＤ控制研
究与仿真【Ｊ】．控制工程，２（】１４（４）：３１ ３３．
作者简介
张建平（１９８３一一）女副教授研究方向：信息处理及通信技术
７１ ｌ智能机器人