案例外文翻译

1、基于 Labview 的自整定控制器的设计摘要：本文试验了设计一个简单的基于 labview 的自动调谐控制器。控制器使用一个开放的循环继电器测试，在更新 control-ler 参数之前计算调整参数在一个开放的循环中的操作模式和在一个闭环系统中运行程式。控制器反作用于一个便宜误差值作为负载扰动或设定值变化的结果。实践结果表明,这种控制器在各种工业过程的控制中是可的。GUI 的开发促进控制方式的选择、控制参数的设定和控制系统变量的显示。GUI 使控制器1.介绍动或自动调谐模式成为了可能。比例积分微分()控制方法(算法)已经成为了最受欢迎的控制方法,它被广泛的应用于控制工程中。在自动化控制产业中

2、，足够应付 99%的控制状况。众所周知,许多系统有非常简单的动力学和在这些情况下，通常足以提供所需的性能。许多工业控制回路中的非线性在某种程度上在设置点的区域附近有足够的线性控制来使控制算法更好的工作。使控制器可以更直观地来协调。比如，它使改变一个增益的预期行为比极点配置方法更容易被推理出来。有许多优势，比如耦合算法的指标、前馈回路、非线性增益调度和其他先进的控制技术更为简单且成为可能。有一些限制其效率的缺点。目前控制的困境之一就是增益调节。虽然有自动调谐算法可用但仍然需要一位有经验的工程师微调控制器以确保系统的稳定。在调节的实验的大多数情况下，在调整过程中会有误差和操作员的介入，特别是干扰调

3、节，而程式变量是否对控制结果有反作用或额外的干扰或噪音并不是显而易见的。控制器的另一个缺点是这一动态过程可能随时间改变。这可能发生由于加载过程的变化(改变)和正常的磨损。为了弥补过程行为随着时间的推移而改变,用户需要调整收益，而这提高了劳动力的成本和停机时间。为了消除操作员干预的必要性,建议在程式变量发生一个极限环时启用控制整定，使其很容易被探测到,同时它包含足够的信息来确定一组新的控制器参数。这就是要做的。2.基本和设计注意事项工作的目标是为了设计基于 Labview 的自动调谐控制器同时验证存在于实验过程控制中其使用过程流速控制过程的性能。为此，一个算法的 ISA 标准被确立。为了消除外部

4、噪声对测量的影响,使用了第五阶低通滤波器(FIR)。为了使控制器仅对控制系统误差起作用，为了避免滤波，控制器仅在一个预设时间间隔存在误差后开始整定过程。为了实现要求的时间延迟，按照数据流编程的概念，设计了一个特别的 ON 延迟计时器。 ON 延迟计时器在见图 1。设定值的范围是(0 - 2)V 而控制器输出范围是(0-10)V。为了避免与闭环整定有关的问题，控制器采用一个开环的设定值进行继电器实验，把程式变量集中起来进行一些列的持续震荡，这称为一个极限环。操作员可以选择挑选出适当数量的震荡，为了获得的整定精确度，它倾向于增加震荡的数量且取平均值。一旦参数设置被加载到公式，控制器返回自动模式。在

5、这方面，应参照设计的自动调谐控制器和自动调谐控制器的 LabVIEW 工具包的基本区别。不使用一个程序且把人为干预排除在外，采用一个自动开环调节程序，而不是闭环调谐。3.自动调谐 VI 流图 2 为流。当VI 运行时，它从模拟输入和滤波器的程式变量中数据。如果自动调谐是由自动调谐按钮或作为结果的干扰触发，控制器切换到开环模式。当系统处于稳定状态时，调整过程开始。一个极限环的存在与所需的周期数，新的参数进行评估，然后控制器参数的更新和自动调谐过程被停止。如果停止按钮未按下，控制器进入下一次迭代，否则它将输出零并停止。当自动调谐时，该控制器作为一个正常的控制器，如果不按下停止按钮，然后它给它的值添

6、加需要的偏差并控制在一定范围内。自动调谐前面板控制器VI 的描述前面板如图 3 所示。它包含以下控制器和指示器。控制器：Kp:比例控制器增益的值。 Ki:积分增益的值。Kd:微分增益的值。 SP:期望的稳态值Bias:该值添加到控制器输出，当误差等于零的输出等于偏置值。 SS 波纹带:为过程变量的波动所接受的值，以考虑稳定状态发生。继电器振幅:Sp 继电器的值。#周期:周期数必须停止调整。模式:自动和手动模式之间的选择开关。手动模式:以手动方式发送的值。手册:自动手动模式的变化。 自动整定:启动自动调谐功能。停止:终止按钮。指示器：PV:程序变量的当前值。Error:从 SP 值中减去当前PV

7、 的值。Out:电流控制器输出电压值。 4.2.方框图方框图如图 4. 它包含了子 VI 波形的平均值。VI 的层次结构如图 5.自动调谐（所有功能）子 VI，子 VI 平滑滤波的波形以及自动调谐（所有功能）子 VI 如图 6,包含接下来的子 VI。 4.2.1.重新启动响应 VI当它发送零电压作为控制器输出时启动。当程序变量（PV）变为零时，程序开始。图 7 为方框图。图 1.On-延迟计数器的方框图图 2.自动调谐VI 流图 3.自动调谐VI 的前面板图 4.自动调谐VI 方框图图 5.自动调谐VI 结构图图 6.自动调谐（所有功能）方框图图 7.重新启动方框图子 VI 的稳态检测当 PV

8、 在一个稳态时显示。图 8 为方框图。计算最佳的参数 VI方框图见图 9。 4.2.4.子 VI 震荡检查如果 PV 在震荡模式显示。方框图见图 10。 4.2.5.子 VI 查找迭代时间计算每一次迭代之间的时间间隔。方框图见图 11。 4.2.6.子 VI 设定值延迟测试如果 PV(SP-0.5 死区)，然后（SP=SP+延迟振幅）否则如果 PV(SP+0.5 死区)，然后（SP=SP-延迟振幅）。方框图见图 12。4.2.7.控制器子 VI执行标准的子 VI 包括：算法。方框图见图 13。子 VI 的计算误差子 VI 的积分项子 VI 的导数项图 8.SS 测试方框图图 9.计算最佳的参数

9、方框图图 10.检查震荡方框图图 11.寻找迭代时间（dt）方框图图 12.SP 继电器方框图图 13.控制器方框图图 14.停止观察的方框图4.2.8.停止观察的子 VI方框图见图 14。 4.3.子 VI 的平滑滤波VI 执行在一次迭代中的双重滤波来数据（采样）。首先，它求一个平均值，以加强测量，然后使用（FIR）过滤器，以消除噪声对样品的影响。方框图见图 15。 4.3.1.子 VI 波形的平均值方框图见图 16。图 15.波形的平滑滤波方框图图 16.波形的平均值方框图5.实验过程和实验结果最初，设计的自动调谐控制器是在停滞。硬件板（PCI-MIO-16E-1）也安装所需的输入/输出配

10、置。反馈信号与卡的输出被连接到一个流速控制器的程序测试机。GUI被设计和用来选控制模式，的增益值，GUI 允许操作者进行人工运行或自我调节模式的操作。5.1.比例控制模式最初的程式是保持在一个比例模式下运行，直到它达到一个稳定的状态。用户将按下能触发调谐程式的自动调谐按钮。系统切换到开环模式。当它存在于一个稳定状态时，继电器测试就开始了。当程式变量振荡是稳定的，开始计算增益，然后控制器增益被更新，并在一个闭环模式运行的程式。图 17 说明了调谐步骤：设定值=4.00V,Kp=1.39,继电器电压为 1.00V 且震荡数=4。图 17.P 模式的图形显示控件图 18 为自我调谐的程式，当系统在负

11、载端受到干扰，调谐增益值被找到（Kp= 1.42）。5.2.PI 和的控制模式调谐模式与比例控制模式相同。图 19 为PI 控制器在设置值=4.00V,Kp =1.77,K I =0.67 时的调谐。图 20 为式。6.结论控制器当设置值=4.00V,= 1.77, K=KpI0.83 和 Kd= 0.19 时的调谐程利用 LabVIEW的自整定控制器的设计和测试，以控制水的流量。所设计的控制器可以被认为是一个开发工具包 LabVIEW 自动调谐。该控制器包括一个需要的子 VI，使开环自整定过程无需操作器。同时，手动调整选项也可使用。干预的标准控制图 18.P 模式的图形显示控件图 19.PI

12、 模式的图形显示控件图 20.模式的图形显示控件常州大学毕业设计（）外文翻译（2016 届）外文题目LabVIEW-based auto-timing counts virtualinstrument system with ORTEC 974 Counter/Timer译文题目 基于Labview用RTEC 974计数器/定时器自动定计数的虚拟仪器系统外文出处Nuclear Science and Techniques生 学学院 数理学院专 业 班 级 电子 123校内指导教师 专业技术职务 讲师校外指导老师 专业技术职务二一六年三月基于 Labview 用 RTEC 974 计数器/定时器

13、自动定时计数的虚拟仪器系统摘要：为了实现使用 ORTEC abview 的虚拟仪器开发虚拟仪器系统。通过引入974 计数器/定时器定时计数测量核辐射,一个基于L和 GPIB 仪器控制和传输总线协议设计的定时计数的定时技术,工厂的最小时基设置从 0.1s 提高到了 0.03s。定时计算性能和长期稳定性也进行了详细。自动数据和保存便于数据分析和处理。它的实时显示和统计函数使监测核辐射非常方便。：Labview 虚拟仪器，计时，定时计数1.介绍在一定时间间隔对核辐射测量计数在核研究中是一种常见的方法,如在测量中子活化中放射性核素和中子产量监测的。基于使用硬件定时分辨率为纳秒的现场可编程门阵列(FPG

14、A)技术和微处理单元(微控制器)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术为精密计时测量而设计的特殊电路。尽管设计的价格高和周期长,但是，他们不会喜欢一个常见的仅需几秒钟的时间间隔要求的应用程序。在这篇文章中，基于 Labview(虚拟仪器）的定时方法和 GPIB（通用接口总线）被用来设计一个用 RTEC 974 计数器/定时器定时计数的虚拟仪器系统，它是一个在计算机控制或人工操作下 4 通道 100-MHz 计数器/定时器。它可以被用做一个带有可预先调整定时器的 3 通道计数器，一个 4 通道计数器（一个计数通道可以预先调整），或者一个带有定时器的 3 通道计数器。在 M974 的标准计算机接口内

15、置包括 IEEE-488，RS-232-C 和 20mA 电流环。命令格式坚持使用NIM/GPIB 标准，一个易于使用编程语言的 NIM 仪器。负的最大输入信号计数率为 100MHz,正的输入信号时 25MHz。这个定时器在 M974 基础上的从一个内部 1MHz 的晶体振荡器有 0.1s 或 1min 的增量导出。借助通用虚拟仪器的定时函数，最小的定时器导出量为 0.1s 到 0.03s。它的定时性能和长期稳定性被用来测试一个 24Na -ray 源的随机脉冲信号和任意函数发生器的标准频率脉冲信 号。2.Labview 和 GPIBLabview 是一种在仿真、自动化测试和分析以及电脑仪器控

16、制领域中为了科学与工程应用的集成分析和演示的图形化编程。基于图形化编程的概念,它给用户提供了最好的词汇表,图标和概念。它包括为串行和并行接口设备驱动程序函数、GPIB 接口总线和广泛的数学,逻辑,定时和数字信号生成、处理和分析功能。GPIB，一种在传输速率为 1Mbyte/s 或更高的，使用 3 线信号交换的，一种惠普公司最初开发的数字 8 位并行通口而且自 1978 年以来就成为了一个 IEEE(电气与电子工程师）标准。总线支持系统控制器,通常是一台电脑，最多可以达到 14 种仪器。如今，GPIB 是介于计算机和仪器间一种最流行的界面。3.定时计数虚拟仪器系统定时计数的虚拟仪器（图 1）系统

17、包含一台有 Labview 虚拟仪器的电脑，一张 PCI-GPIB 卡（NI-5004)，一条 GPIB 线和一台 ORTEC 974 计数器/定时器。在 PC 与M卡来通信。M974 之间的操作命令，数据传输和仪表频率响应是通过 PCI-GPIB974 仅被使用来计数脉冲信号，定时和计数的所有操作,例如实时显示和统计分析,数据和保存,由虚拟仪器 Labview 实现。图 2 是 LabVIEW 虚拟仪器的前面板,与 974 对比结果显示如下。图 1.定时计数虚拟仪器系统的原理图图 2.Labview 虚拟仪器的前面板所有 4 通道数据和相关的预置参数同时地显示，而 974 只有一通道。在测量

18、期间,974 的控制按钮被禁用以避免发生错误。相关的参数可以在虚拟仪器的控制面板被控制和修改。在图表或图形中的实时数据的统计分析,为测量数据提供了简单的监测器。（4）获得的所有数据自动并保存。4.定时的过程Labview 虚拟仪器发出操作命令，同时，从 974 中的数据被应用于 VISA 的驱动函数中。不像 974 的硬件定时，定时是虚拟仪器最重要的。一个精确的时间延迟，即时基，被设置在“开始计时”和“计时”操作之间。在 974 收到一条 INIT（初始化）命令并且正确反馈时，一系列的预设命令，如 C LEAR_ALL,SET_COUNT_PRESET,SET_MODE 或其他被依次地发送至

19、974 中。当一个正确的反馈反馈给 Labview 虚拟仪器时，它发出开始命令给 974 同时选出一个合适的 Labview 定时函数来完成精确的时间延迟。随后，一条 SHOW_COUNTS 命令被发送至 974 来获取计数的值直到点击 Save&Exit（保存或退出）按钮。重复这些操作，就可以实现定时计数的功能。图 3 是虚拟仪器系统定时计数的。定时流图 3.虚拟仪器系统定时计数的定时流Labview 定时函数被定义为毫秒级，因此最低的时基为 1ms。然而，在运行一个程式的时候，发送命令的和接收计算机与 974 之间的反馈的反馈时间是毫秒级别的。因为这个原因，时间延迟有一个严重的限制。根据

20、Labview 的定时函数，一个时间延迟是否比 1s 长或者短是被分别地判定为是采用“等待”还是“等待下一个整数倍的毫秒”的定时函数来避免影响反馈时间。由于“等待”定时函数会导致虚拟仪器在继续执行前去等待一个提别的毫秒级数字，而“等待下一个整数倍的毫秒”定时函数会导致虚拟仪器在继续执行前去等待直到时钟等于或者已经通过了多个为一个毫秒级的倍数的输入数量。反馈时间在起作用之前会被排除，然后后者与之恰恰相反。在一个时间延迟长于 1s 的情况下，定时计数和总的计数值之间的误差，即定时计数的总和，会小于 0.5%。同时，时间延迟的时间越长，这些误差也就越小（详细见第 5 段）。前者的定时函数适用于长时间

21、的时间延迟定时。对于一个时间延迟小于 1s 的情况下，尽管反馈时间是包含在后面的定时函数，最后的反馈时间对接下来的时间延迟没有任何影响，这有助于指定时间间隔和同步活动的循环执行。也许，它会在第一个循环迭代中比指定的毫米级数值等待的时间短，这取决于开始时的那个值（就是说，它所需要的时间是由时钟下一个倍数与虚拟仪器获得的值来决定）。因此,计算误差主要却绝育第一循环迭代的不确定性。相反地,这种影响很小，在时间延迟短语 1s 的情况下是可以被忽略的。后者的定时函数适用于短时间的时间延迟定时。通过采用这两种定时函数，974 的定时性能被显著的增强通过在出厂设置中把最小时基拓展为从 0.1s 到 0.03

22、s。5.定时性能的测试作为一个定时计数器，最小的时基决定了定时的精准度，而且长时间的为定型也是非常重要性能标准。标准的频率为 1KHz 的脉冲信号和由 Tekronix 公司发明的温差为 4V 的 AFG310（任意函数发生器）和从 24Na -ray 源中的任意脉冲信号被用于建立一个测试系统（如图 4）。定时计数的总和与从计数器 ORTEC 994 计数器/定时器中得到的持续性计数器相比较。为了去测试计数器的性能，994 测试时间被设置为 300s，然而，从 0.02s 到 300s 的 10 个时间间隔被挑选出来进行定时。对于标准的脉冲信号，在定时计数器上有一个+1 计数差异。这些定时计数的误差与定数的比率有关，同时，它在总的计数误差中扮演了一个主要的角色。因为定时脉冲信号的总额与定