labview控件旋转_基于LabVIEW的旋转倒立摆系统设计

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基于

LabVIEW

的旋转倒立摆系统设计

作者：白富斌

董君浩

侯丽鹏

来源：《现代商贸工业》

2016

年第

09

期

摘

要：以

LabVIEW

为平台，结合

PID

算法，对旋转倒立摆系统设计进行设计研究。

在倒立摆旋转过程中，通过编码器将判断位置与角度的相应电信号反馈给上位机，上位机

通过运行程序计算并输出信号进而来控制摆杆的的角度、位置，使倒立摆的摆杆不会下垂。

关键词：旋转倒立摆；

PID

算法；

LabVIEW

；反馈调节

中图分类号：

TB

文献标识码：

A

doi

：

10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.09.096

0

引言

倒立摆系统是非线性、强耦合、多变量和自然不稳定的系统。在控制过程中，能有效地反

映诸如鲁棒性、随动性等许多控制中的关键问题，是检验各种控制理论的理想模型。因此对倒

立摆系统的研究在理论和方法上均有着深远的意义。

本文中，用增量式旋转编码器、伺服电机、伺服驱动器、数据采集卡、液晶显示模块等制

作了一个一级旋转倒立摆系统，用

PID

算法，在

LabVIEW

中编程，进行控制测试及调整，最

后实现对倒立摆的精准控制。

1

倒立摆系统的电路设计

旋臂一端与伺服电机连接并由伺服电机驱动，可绕转轴在旋转水平面内旋转，旋转臂另一

端固定有一个旋转编码器，旋转编码器连接着摆杆，当旋转臂转动时会带动摆杆在与编码器转

轴旋转方向内旋转。如图

1

所示。

2

系统工作原理

编码器将角位移电压信号送到控制器，根据状态反馈控制器将此电压信号输入

LabVIEW

前面板中，通过程序计算出相对应的输出信号，再给

PID

模块输出相应的脉冲信号，发送给伺

服驱动器，再由伺服驱动器使电机转动，进而实现对摆杆的控制

3

旋转倒立摆的

PID

控制算法