labview课程设计报告（17406070221 徐华金）1

**绪论** 虚拟仪器技术，以LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）为代表，是一种以计算机为中心，结合软件和硬件资源，构建可定制化测试、测量和控制系统的方法。LabVIEW以其图形化编程语言G（Graohical Programming）简化了复杂的编程任务，尤其在数据采集、信号处理和控制领域具有广泛应用。 本次课程设计的主题是“基于LabVIEW的直流有刷电机PID调试及控制助手”。直流有刷电机因其结构简单、成本低、控制性能良好，在工业自动化领域中有着广泛的应用。PID（比例-积分-微分）控制作为一种经典的控制策略，通过调整三个参数（P、I、D）来实现对系统的精确控制，适用于各种动态系统。 **设计目标与内容** 设计目标旨在利用LabVIEW开发环境和VISA串口通信模块，结合STM32F103单片机，实现对直流有刷电机的PID参数调试和实时控制。具体任务包括： 1. **PID调试界面**：设计一个用户友好的界面，允许用户调整PID控制器的P、I、D参数，并实时显示调整结果对电机控制性能的影响。 2. **电机控制界面**：提供对电机速度和位置的控制功能，用户可以设定目标值，并观察电机的实际运行状态。 3. **串口通信**：通过LabVIEW的VISA模块实现上位机与下位机的串行通信，确保指令的准确传输和反馈数据的实时获取。 **系统架构** 系统由上位机和下位机两部分构成。下位机采用STM32F103作为主控芯片，负责电机的实时控制，执行PID算法（位置控制增量式PID和速度控制增量式PID）。上位机通过LabVIEW实现人机交互界面，包括参数设定、波形显示和控制指令发送。 **设计实现** 1. **PID参数调整**：利用LabVIEW的图形化编程实现PID参数的动态调整，通过模拟PID算法的运行效果，帮助用户找到最佳参数组合。 2. **波形显示**：上位机接收并显示电机的速度和位置的实际波形，使用户直观理解系统性能。 3. **串口通信协议**：设计串口通信协议，确保上位机与下位机之间的数据传输准确无误，同时保证系统的实时性和稳定性。 **系统特点** 1. **参数调节便利**：通过LabVIEW的可视化界面，用户能快速调整PID参数，无需专业知识即可实现优化控制。 2. **直观控制效果**：实时波形显示使控制效果一目了然，有助于调试和优化。 3. **人机交互友好**：界面设计注重用户体验，使得操作简便，增强了系统的易用性。 **总结与展望** 通过本次LabVIEW课程设计，学生不仅掌握了虚拟仪器的基本原理和应用，还深入了解了PID控制理论和实践。此项目不仅锻炼了学生的编程能力，也提升了他们解决工程问题的能力。未来，可以通过进一步优化算法和界面设计，提升系统的控制精度和响应速度，为实际工程应用提供更多可能性。