“自动控制原理”虚拟实验系统开发

王 莉,陈 虹

(扬州大学 能源与动力工程学院,江苏 扬州 225009)

“自动控制原理”是工科专业一门重要专业基础课程,需要学生掌握系统参数变化对系统性能的影响,达到分析系统、设计系统的目的[1]。课程除了理论教学外,实验教学也是其中不可缺少的环节。为了克服自动控制实验教学存在的问题,我们开发了虚拟实验台实现计算机的模拟演示来作为硬件实验前的补充[2]。过去的实验教学大多都是基于Matlab和虚拟仪器开发平台LabVIEW[5]的共同开发,可以弥补两者之间缺点,我们利用它和Matlab两者混合开发编程后,可以获得显著优点。因为LabVIEW的显示效果很好,容易使用及操作,可以弥补 Matlab的不足。而且,Matlab在 LabVIEW中被调用时其功能可完全实现,从而可避免在Lab-VIEW中的复杂的设计[3-5]。

1 控制系统仿真总体功能设计

本文设计的虚拟实验系统实验界面简单,参数改变方便。基于自动控制原理实验,参考计算机控制技术实验。实现的7个功能包括线性系统的时域分析设计、线性系统的频域分析设计、线性系统的根轨迹分析设计、线性离散系统的分析设计、PID超前(滞后)校正的设计、某汽车的运动仿真设计和某飞机的运动仿真设计。系统整合前面版包括一个子面板,一个确定按钮,一个停止按钮和功能选单。功能选单包括上面提到的7个功能子模块,当选定一个功能模块后,点击确定键,子面板上将显示相应的功能模块前面板。图1为该实验平台的总体框架,图2为每个子模块主要构成。……