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二阶系统的数字PID校正虚拟仪器的设计与实现

徐文建  
【摘要】: 现代计算机技术和信息技术的迅猛发展,冲击着国民经济的各个领域,也引起了测量仪器和测试技术的巨大变革。虚拟仪器的概念被提出以后,以其性价比、开放性等优势迅速地占领了市场。 在控制领域中,由于PID控制方法的参数整定方便,结构灵活,尤其适用于那些数学模型不易精确获得,参数变化较大的被控对象,因此仍然是目前工业上应用最为广泛的一种控制方法。随着计算机技术的发展,采用计算机系统来实现PID控制时,其软件系统灵活易修改完善的优点得以发挥,所以,数字PID控制得到越来越广泛的应用。 由于实际应用中的许多控制系统的设计,均基于二阶系统来分析,因此,本文以二阶系统为基础,将虚拟仪器和数字PID控制相结合,设计开发了一套用来实现对二阶系统进行数字PID校正的虚拟仪器。虚拟仪器中的示波器模块和PID控制模块,利用VB开发,并利用VC提供的输入输出函数创建一个实现AD/DA转换的动态连接库,并用VB封装成AD/DA模块。然后利用这些模块构建一个基于数字PID校正的虚拟仪器。本文中的所有模块都被设计成ActiveX控件,以便于后期的封装,从而简化后续的编程过程。最后以反馈控制为原型,通过构建的虚拟仪器实现了对开环二阶电路的数字PID校正,并对所开发的虚拟仪器进行了实际应用。 通过对二阶系统的实际控制,验证了数字PID校正虚拟仪器的可用性及正确性,也因此证实了数字PID校正虚拟仪器完全满足设计要求以及生产的实际需求。


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