Home >Documents >1 Introducere În LabVIEW

1 Introducere În LabVIEW

Date post:10-Sep-2015
Category:
View:46 times
Download:1 times
Share this document with a friend
Description:
Labview
Transcript:

Cuprins1 Introducere n LabVIEW31.1Programarea fluxului de date31.2Programarea grafic31.3Beneficii42Introducere n Control i Simulare53Introducere n Control i Simulare n LabView63.1LabVIEW Control Design i Simulation Module63.1.1 Simularea73.1.2 Control Design83.2LabView PID i Fuzzy Logic Toolkit83.2.1Controlul PID93.2.2Fuzzy Logic93.3LabVIEW System Identification Toolkit104Simularea114.1Simularea n LabVIEW114.2Simulation Subsystem (Subsistem de Simulare)164.3Continuous Linear Systems (Sisteme liniare continue)185 Controlul PID385.1Controlul PID n LabVIEW395.2Auto-tuning406Control Design416.1 Control Design n LabVIEW417Sistemul de identificare427.1Sistemul de identificare n LabVIEW428Fuzzy Logic438.1Fuzzy Logic n LabVIEW439LabView MathScript449.1Ajutor459.2Exemple459.3Comenzi folositoare489.4Plotting4810 Discretizarea4910.1 Filtrul Low-pass4910.2 PID Controller5210.2.1 Controllerul PI ca i un model State-Space5710.3 Modelul de proces59

1 Introducere n LabVIEWLabVIEW(prescurtarea pentru Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) este o platform i un mediu de dezvoltare pentru un limbaj de programare vizual de la National Instruments. Limbajul grafic este numit G. Iniial a fost lansat pentru Apple Macintoch n 1986, LabView este utilizat frecvent pentru achiziia de date, instrument de control, i pe o varietate de platforme industriale de automatizare inclusiv Microsoft Windows, diferite versiuni de Linux si Mac OS X. Vizitai National Instruments la adresa de link www.ni.com.Fiierele au extensia .vi, care este o abreviere pentru Vitual Instument. LabView ofer o mulime de suplimente i unelte suplimentare.1.1 Programarea fluxului de dateLimbajul de programare folosit n LabView, de asemenea menionat i ca G, este i un limbaj de programare al fluxului de date. Execuia este determinat de structura unei diagrame grafice de tip bloc(codul surs LV) pe care programatorul conecteaz diferite funcii-noduri prin trasarea unor fire. Aceste fire propag variabile i orice nod poate executa de ndata ce devin disponibile toate datele de intrare. Din moment ce ar putea fi cazul de mai multe noduri simultan, G este un mod inert capabil de execuie paralel.Multi-procesarea i multi-filetarea hardware este expandat automat de ctre arhitectul programului, pe care, peste nodurile OS de execuie ale firelor multiple ale multiplexurilor.1.2 Programarea graficLabView leag crearea de utilizatori de interfee(numite i panouri principale) n ciclul de dezvoltare. Programele/ subrutinele LabView sunt numite instrumente virtuale (VIs). Fiecare VI are trei componente: o diagram bloc, un panou principal i un panou conector. Ultimul este folosit pentru a reprezenta VI-ul n diagramele bloc de alt parte, numite Vis. Controalele i indicatorii de pe panoul principal permit unui operatorului introducerea sau extragerea de date dintr-un instrument virtual care ruleaz. Cu toate acestea, panoul principal poate, de asemenea, servi i ca interfa de programare. Astfel, un instrument virtual poate s fie rulat ca i un program, cu panoul principal servind ca interfa de utilizator, sau atunci cnd sunt puse ca un nod pe schema bloc a diagramei, panoul principal definete intrrile i ieirile pentru nodul dat, prin panoul conector. Acest lucru presupune c fiecare VI poate fi testat uor nainte de a fi ncorporat ntr-un program mai mare.De asemenea, abordarea grafic permite non-programatorilor crearea de programe simple prin trasarea i punerea unor reprezentri virtuale de echipamente de laborator cu care acetia deja sunt familiarizai. Mediul de programare LabView, cu documentaia i exemplele incluse, uureaz crearea micilor aplicaii. Acesta este un beneficiu pe de-o parte, dar de asemenea exist un pericol de subestimare a expertizei necesare pentru o bun calitate a programrii G. Pentru algoritmi complexi sau coduri de scara larg, este important ca programatorul s dispun de o cunoatere aprofundat a sintaxei speciale LabView i topologiei de managementului de memorie. Cel mai avansat sistem de dezvoltare LabView ofer posibilitatea de a construi aplicaii stand-alone. Chiar mai mult, este posibil crearea de aplicaii distribuite, care comunica printr-un sistem client/server i sunt prin urmare, mai uor de implementat datorit naturii paralel inerte a codului G.1.3 Beneficii Un beneficiu al LabView fa de alte medii de dezvoltare este suportul exttins pentru accesarea instrumentelor hardware. Driverele i layerele abstracte pentru diferite tipuri de instrumente sunt incluse sau sunt disponibile pentru a fi incluse. Acestea se prezint ca noduri grafice. Layerele abstracte ofer interfee software standard pentru a comunica cu dispozitivele hardware. Driverul prevzut cu interfa salveaz timpul de dezvoltare al programului. Pasul de vnzare al National Instruments este, prin urmare, c pn ce i oamenii cu experien limitat de codificare s poat scrie programe i s poat implementa soluii de testare ntr-un interval de timp redus n comparaie cu mai multe sisteme convenionale sau concurente. O nou topologie driver hardware (DAQmxBase), care const n special din componentele codate G cu doar cteva apeluri nregistrate ctre NI Mesurement Hardware DDK (Driver Develompment Kit) funcii, ofer platforma de acces independent hardware ctre numeroase achiziii de date i dispozitive de instrumentaie. Driverul DAQmxBase este disponibil pentru LabView pe Windows, Mac OS X i platformele Linux.

2 Introducere n Control i SimulareControl Design este un proces care implic dezvoltarea de modele matematice care descriu un sistem fizic, analizeaz modelele pentru a nva despre caracteriticile lor dinamice i crearea unui controler pentru a reliza anumite caracteristici dinamice.Simularea este un proces care implic utilizrea software pentru a recrea si pentru a analiza comportamentul sistemelor dinamice. Putei utiliza procesul de simulare pentru produsul cu cel mai mic pre de dezvoltare accelernd dezvoltarea produsului. De asemenea, putei utiliza procesul de simulare pentru a oferi o perspectiv asupra comportamentului sistemelor dinamice care nu se pot reproduce convenabil n laborator. Mai jos, vom putea observa un sistem bucl-nchis de control:

3 Introducere n Control i Simulare n LabViewLabView are diferite module adiionale i ToolKituri pentru Control i Simulare, exemple, LabVIEW Control Design and Simulation Module, LabVIEW PID and Fuzzy Logic Toolkit, LabVIEW System Identification Toolkit i LabVIEW Simulation Interface Toolkit. LabVIEW MathScript este folositor de asemenea petru Control i Simulare.

LabVIEW Control Design and Simulation Module LabVIEW PID and Fuzzy Logic Toolkit LabVIEW System Identification Toolkit LabVIEW Simulation Interface Toolkit

Acest tutorial se va concentra pe aspectele principale din aceste module si ToolKituri.Toate Vis-urile relatate ctre aceste module i toolkiturile sunt plasate n toolkiturile de Control Design i Simulare:

3.1 LabVIEW Control Design i Simulation Module

Cu LabVIEW Control Design i Simulation Module putei contrui instalaii i modele de control utiliznd funciile de transfer, state-space, sau zero-pole-gain. Analiznd performana sistemului cu unelte precum step response, zero-pole maps, i Bode plots. Simulare liniar, neliniar i siteme discrete cu o opiune mare de rezolvri. Cu NI LabVIEW Control Design i Simulation Module putei analiza comportamentul modelului bucl-deschis, designul controlerului bucl-nchis, putei simula sisteme online si offline i desfura implementri fizice.

3.1.1 Simularea

Paleta de simulare in LabVIEW:

Principalele caracteristici n paleta de simulare sunt:

Control and Simulation Loop trebuie s plasai toate funciile de simulare cu o bucl de Contrl i Simulare ntr-un subsistem de simulare. Continuous Linear Systems Functions utilizai funciile de sisteme lineare continue pentru a reprezenta sisteme lineare continue de ecuaii difereniale cu privire la schema de simulare. Signal Arithmetic Functions utilizi fuciile aritmetice de semnal pentru a efectua operaii aritmetice pe semnale ntr-un sistem de simulare.

3.1.2 Control Design

Paleta de Control Design in LabVIEW:

3.2 LabView PID i Fuzzy Logic Toolkit

NI LabVIEW PID i Fuzzy Logic Toolkit adaug algoritmi de control la LabVIEW. Prin combinarea PID i funciile de control logice Fuzzy n acest set de instrumente cu funcii logice i matematice n softul LabVIEW, putei dezvolta rapid programe de control automat. Putei integra aceste instrumente de control cu puterea achiziiilor de date.

3.2.1 Controlul PID

Paleta PID in LabView:

3.2.2 Fuzzy Logic

Paleta Fuzzy Logic n LabVIEW:

3.3 LabVIEW System Identification Toolkit

LabVIEW System Identification Toolkit combin instrumentele de achiziii de date cu algoritmi de sistem de identificare pentru instalaia modelat. Putei s folosii LabVIEW System Identification Toolkit pentru a gsi modele empirice din adevratainstalaie infortaie stimul-impuls.Paleta System Identification n LabVIEW:

4 Simularea

Simularea este un proces care implic utilizrea software pentru a recrea si pentru a analiza comportamentul sistemelor dinamice. Putei utiliza procesul de simulare pentru produsul cu cel mai mic pre de dezvoltare accelernd dezvoltarea produsului. De asemenea, putei utiliza procesul de simulare pentru a oferi o perspectiv asupra comportamentului sistemelor dinamice care nu se pot reproduce convenabil n laborator. De exemplu, simulnd un motor cu reacie economisete timp, munc i bani n comparaie cu construirea, testarea si retestarea unui motor de avion real. Putei folosi LabVIEW Control Design and Simulation Module pentru a simula un sistem dinamic sau o component a unui sistem dinamic. De exemplu, putei simula numai instalaia n timp ce folosii partea hardware pentru controller i senzori (Hardware-in-the-loop Simulation).Un model de sistem dinamic este o diferenial sau o ecuaie diferen care descrie com