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基于LabVIEW与PLC通信的系统辨识

学兔兔 、l 匐 地 基于LabVIEW与PLC通信的系统辨识 LabVlEW and PLC com munication applied in system identi仍catjon 鄢华林,祁圣民,李亚南,张 鹏 YANHua.1in,QISheng.rain,LlYa-nan,ZHANGPeng (江苏科技大学,镇江212003) 摘 要:利用LabVlEW与PLO通信,对被控对象进行相关数据的采集与模型的辨识,构建一个原理简 单方便实用的辨识系统,该辨识系统的硬件 电路就是控制系统本身,不需额外的搭建新的辨 识系统硬件电路,并以直流电机为例 ,通过实验与仿真对比,验证该辨识系统获得模型的准 确性。该辨识系统可以为控制系统的算法研究及控制方案的设计提供有力的支持。 关键词:LabVlEW;PLC;系统辨识;直流电机控制 中图分类号 :TN911.7 文献标识码:A 文章编号:1009—0134(2014)06(下)-0077—03 Doi:10.3969/J.issn.1009-0134.2014.06(下).21 0 引言 随着科学技术的发展,各学科的研究方法趋 于定量化,因此对于系统尤其是复杂系统的设 计、分析、实验 ,需要建立数学模型。数学模型 的建立从根本上讲可分为两类 :机理分析法和试 验统计法 。前者是按照系统所遵循的物化 (或经 济、社会等)规律分析推导出的模型。后则是从 实际系统 的运行和实验数据处理获得模型,这便 是系统辨识问题 。利用机理分析法对技术人员的 图1 直流 电机控制系统简 图 理论要求较高,工作强度较大,费时费力且对于 PLC,PID参数的整定在LabVIEW上进行,PLC中 复杂的系统直接从机理分析法下手有时难 以直接 的1HC模块接受到的编码器反馈信号通过RS-232 得出系统的数学模型,这时系统辨识便体现出了 传输给LabVIEW,通过LabVIEW的前面板可以将 它的优越性。 电机的转动情况 曲线实时反映出来 。LabVIEW与 系统辨识 的方法有很多,本文从简单实用的 PLC通信的直流电机控制流程 图如图2所示: 角度 出发,选用经典的非参数辨识方法,并使用 离线辨识的方法在PLC与LabVIEW通信的基础上 构建辨识系统。此辨识系统对于以PLC为控制核心 的控制系统进行辨识时使用方便 。 图2 直流电机控制系统流程 图 1 辨识系统的组成及工作原理 1.2辨识系统的设计 1.1直流电机控制系统的构成 搭建好直流电机的硬件控制线路后需要编写 控制系统 由1台计算机、1台直流电机、1个编 相关程序实现辨识系统的数据采集与模型辨识 。 码器、1台功率放大器、1 三菱FX2NPLC、D/A 主要工作流程如图3所示 。 模块、1HC高速计数模块组成,如图1所示 。 操作器的操作使得系统在负载下稳定运行一 LabVIEW 以MXComponent为基础,通过RS一 段时间后,利用阶跃信号发生器产生阶跃信号 , 232实现PC与PLC的通信,将处理过后的信号经过 利用数据采集系统同时记录下输入与输出变化的

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