基于LabVIEW的平衡车建模与仿真研究
基于LabVIEW的多轴运动控制系统半实物仿真平台设计
基于LabVIEW的多轴运动控制系统半实物仿真平台设计基于LabVIEW的多轴运动控制系统半实物仿真平台设计摘要：随着工业自动化的不断发展，多轴运动控制系统在工业生产中的应用日益广泛。
为了提高系统的性能并减少实际试验中的风险与成本，本文设计了基于LabVIEW的多轴运动控制系统半实物仿真平台。
该平台通过软件仿真实现多轴运动控制的动态展示，使用户能够更直观地了解系统的工作原理以及调试参数。
本文首先介绍了多轴运动控制系统的基本原理和结构，然后详细阐述了平台的设计思路和实现过程，并通过实例验证了平台的可行性和有效性。
最后，对平台的不足之处进行了总结，并对未来的工作进行了展望。
关键词：多轴运动控制系统；半实物仿真平台；LabVIEW；动态展示；仿真实例1.引言多轴运动控制系统是一种广泛应用于机械加工、自动化生产等领域的高精度控制系统。
它通过控制驱动器和伺服电机来实现工作物体在多个轴向上的运动控制，可以实现较高的定位精度和运动速度，并且具有反馈控制的能力。
然而，为了确保系统的安全性和可靠性，在实际开发和试验中需要耗费大量的时间和资源。
因此，设计一种能够在实际试验之前对系统进行全面验证和调试的仿真平台具有重要的意义。
2.多轴运动控制系统的基本原理和结构多轴运动控制系统由伺服电机、传感器、运动控制器以及上位机等组成。
其中，伺服电机通过驱动器转换电能为机械能，可以控制物体的位置和速度。
传感器用于实时反馈物体的状态信息，如位置、速度和加速度等。
运动控制器是系统的核心部件，负责接收传感器的反馈信号，并通过控制算法生成合适的输出信号控制伺服电机。
上位机是用户与系统交互的界面，通过上位机可以输入运动参数和控制指令，实现运动轨迹的规划和控制。
3.基于LabVIEW的多轴运动控制系统半实物仿真平台设计为了满足对多轴运动控制系统进行全面仿真和调试的需求，本文设计了一种基于LabVIEW的半实物仿真平台。
该平台实现了具有动态展示功能的多轴运动控制系统的仿真，使用户能够更加直观地了解系统的工作原理和调试参数。
基于Labview的城市轨道交通自动驾驶测试系统模型
基于Labview的城市轨道交通自动驾驶测试系统模型摘要：目前，使用计算机模拟复杂的城市轨道交通情境，来研究城市轨道交通运行和控制的理论和方法，是一种非常经济、可靠和安全的方法。
因此，不论是从学术研究还是实际应用方面来说，建立和实现城市轨道交通自动驾驶（ATO）系统测试模型是有很大实际意义的。
在这篇论文中，我们成功的在A TO实验室利用Labiew 8.0建立了这个测试系统模型，同时也为城市轨道交通监控和控制理论和方法的研究打下牢固的基础。
关键词：A TO，LABVIEW，城市轨道交通，测试模型Ⅰ引言自从城市轨道交通的出现，有关人员一直致力于提高它的安全程度和地位，列车自动控制（ATC）是一种重要的方法。
然而，A TO是列车自动控制（A TC）的一个重要组成部分，它能代替大部分本应该由列车驾驶员来完成的操作，并且它能够完成最优控制和获得节能操作能力，同时在提高列车正点率上也有很大的帮助。
目前，国内的A TO系统仅仅是引进国外的装备和技术，但是国内许多研究和发展组织都正在为拥有城市轨道交通A TO系统独立自主的所有权而努力。
然而，通过研究，如果我们真正的操作来完成这个测试系统，必然会造成巨大的人力、物力上的浪费，更重要的是测试系统的安全性能也得不到保障。
因此，最好通过计算机虚拟仿真技术来模拟复杂的列车硬件环境和运行环境，来研究列车监控理论和方法，然后我们再利用这些理论和方法作为一个实验的途径去测试和评估各种车辆设备。
当前的城市轨道牵引方面的计算机仿真软件只是通过计算机实现的算法模拟研究。
而且实验室的测试设备大部分都是一些复杂的传统测试仪器。
在这篇论文中，我们采用LABVIEW图形编程环境来完成列车A TO测试系统模型的建立。
论文的安排如下：论文的第二章，我们主要介绍A TO系统的发展背景和国内外测试系统的虚拟仿真情况；第三章主要介绍相关的基础知识，包括A TO和LABVIEW 的简单介绍；第四章主要分析和设计测试系统模型，包括系统逻辑结构、物理结构，A TO的工作原理。
基于LabView的机械工程仿真实验
基于LabView的机械工程仿真实验实验一信号的发生与分析实验一实验目的在理论学习的基础上，认识各典型信号的波形曲线及其典型参数对波形的影响。
二实验原理信号从广义上讲，是随时间变化的某种物理量。
严格来说，信号是消息的表现形式与传送载体。
信号的分类有几种方法：1 确定信号与随机信号2 连续信号与离散信号3 周期信号与非周期信号4 能量信号与功率信号以下介绍几个基本概念。
连续信号：在观测过程的连续时间范围内信号有确定的值，允许在其时间定义域上存在有限个间断点。
通常以f(t)表示。
模拟信号：如果连续信号在任意时刻的取值是连续的，即为模拟信号。
离散信号：信号仅在规定的离散时刻有定义。
通常以f[k]表示。
数字信号：取值为离散的离散信号。
三实验内容与步骤1 典型信号的波形分析实验典型信号的波形分析主要是通过信号类型、采样参数、频率、幅值、初始相位、直流偏置、占空比、噪声等参数的设置，让学生观察输出波形的变化。
其实验前面板如下图所示,分为控制区和显示区两部分。
控制区完成对信号相关属性的输入控制，通过改变控制区各输入控件的类型或数值，可以实现输出频率、幅度、初始相位、直流偏移各不相同的正弦波、方波、三角波、锯齿波四种常用函数波形。
其中占空比只对方波有效。
还可以通过设置程序的等待时间来改变波形的变化快慢。
显示区显示当前设置所产生的波形信号以及信号在当前时间的相位。
图1-1 典型信号的波形分析实验前面板2 多频信号发生实验在实际测试当中，采样得到的信号往往包括很多信号，这些信号的频率、幅度等特征不一样，因此在检验测试系统时需要用合成信号来仿真，以便尽量使之与真实测试环境信号保持一致。
多频信号发生器，在时域中发生一组频率幅值不同的波形，通过FFT变化，观测其在频域中的波形。
前面板如图所示，用三个一维数组输入控件设置各个分量的频率、幅度、初始相位，在数组中处于相同位置的频率、幅度、初始相位组成一个分量。
为了证明确实是多频波，对信号进行傅里叶变换，观察其频域图，结果表明确实与设置相吻合。
LABVIEW在智能车上的应用
LABVIEW在智能车上的应用摘要清华大学承办的第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车大赛,要求参赛者在提供的模型车体及主控制器芯片基础上,设计制作具有自主道路识别能力的智能赛车,在赛道上以最快速度完成赛程者为优胜.本课题以智能车比赛为背景，以缩短智能车控制算法的开发周期为目的，基于虚拟仪器LabVIEW开发了智能车仿真软件，为智能车比赛提供可以离线验证控制算法的软件平台。
本文首先对智能车仿真模拟系统的运行模型进行了分析，主要包括赛道设计、赛车设计、进行仿真和结果回放四个部分，然后根据这几部分进行软件开发,但在实际开发中并没有完成所有功能，只完成了其中智能车仿真系统的一部分,并对该部分的开发过程进行了详细的分析。
关键词：LabVIEW 仿真智能车虚拟仪器ABSTRACTTsinghua University hosted the firth college student competition, the ”Freescale” Cup。
The participants are required to provide the intelligent vehicle model capacity of the self-road—recognize based on the designed model-car and the micro-controller chip。
The winner was the first one finished the race on the right road.Based on this competition，this paper, aims at reducing the development period of the control algorithm，provides the software platform for the off-line test of the race car control algorithm by using LabVIEW.This paper firstly intelligent vehicle simulation system operation model are analyzed, a simulation analysis system has four functions，namely the circuit design, the car carries on the simulation, and design, and then according to the results of playback software development，but the framework in developing and not finished all the functions of intelligence，only completed the car mode，and the system in the development process of parts are analyzed in detail。
使用LabVIEW进行模拟仿真和建模
使用LabVIEW进行模拟仿真和建模LabVIEW是一种强大的虚拟仪器平台，可用于模拟仿真和建模。
它提供了一种直观且灵活的方式，使工程师和科学家能够设计和测试各种系统，从而加速产品开发和研究过程。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行模拟仿真和建模。
一、LabVIEW简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种基于图形化编程语言G（G语言）的开发环境。
通过将函数块拖放到工作区并连接它们，用户可以创建功能强大的虚拟仪器和应用程序。
LabVIEW提供了丰富的工具和功能，适用于各种领域，如控制系统、信号处理、数据分析等。
二、LabVIEW的模拟仿真功能LabVIEW具有强大的模拟仿真功能，可以模拟各种物理现象和系统行为。
通过构建数学模型，并将其转化为LabVIEW代码，用户可以模拟和分析从简单电路到复杂系统的各种问题。
1. 建立模型在LabVIEW中，可以使用信号生成器、函数生成器、样条插值等工具建立数学模型。
通过选择适当的工具和建模方法，可以准确地描述系统的特性和行为。
2. 设置参数LabVIEW允许用户在模拟仿真过程中灵活地设置参数。
用户可以使用调节器、控件等工具来改变模型的输入，观察系统的响应，并进行进一步的分析。
3. 进行仿真完成模型的建立和参数设置后，用户可以通过LabVIEW的仿真模块进行仿真。
仿真模块提供了多种仿真方法，如时间域仿真、频域仿真和多体动力学仿真等。
用户可以根据需要选择适当的仿真方法，并进行仿真分析。
4. 分析结果LabVIEW提供了丰富的数据分析工具，可以对仿真结果进行详细的分析。
用户可以绘制波形图、频谱图、功率谱图等，以可视化的方式展示仿真结果。
同时，LabVIEW还支持数据导出功能，可将结果导出为Excel、文本等格式，便于进一步的处理和分析。
三、LabVIEW的建模功能除了模拟仿真，LabVIEW还具有强大的建模功能。
基于Labview-RT和CarSim的EPS硬件在环试验台开发与仿真研究
ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｗｏ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｓ ｏ ｆ ｆ ｒ ｅ ｅ ｄ ｏ ｍ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ
ｔ ｅ ｓ ｔ ｐｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｌａ ｂ ｖ ｉ ｅ ｗ－ ＲＴ ａ ｎ ｄ Ｃａ ｒ Ｓ ｉ ｍ
Ｗ ＡＮＧ Ｈｕ ｉ ｒ ａ ｎ， ＨＵＡＮＧ Ｈｅ ， ＬＵＯ Ｊ ｉ ａ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏｏ ｌ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｒ ａ ｆ ｆ ｉ ｃ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ Ｕｎｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ０ ９，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
中图分 类号 ： Ｕ４ ６ ３ ． ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ ０ ６ ０ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ７ — ０ ８ ７ ７ — ０ ６
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎｔ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ＥＰＳ ｈａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ － ｉ ｎ － ｔ ｈ ｅ － ｌ ｏ ｏ ｐ
基于 Ｌ ａ ｂ ｖ ｉ ｅ ｗ－ ＲＴ 和 Ｃａ ｒ Ｓ ｉ ｍ的Ｅ Ｐ Ｓ硬 件 在 环 试 验 台开 发 与仿 真 研 究
王 慧然 ， 黄
摘
鹤， 罗 家 亮
２ ３ ０ ０ ０ ９ ）
（ 合 肥工业 大学 汽车与交通工程学院 ， 安徽 合 肥
基于Labview的汽车平顺性道路试验系统模拟分析
1.3.1
汽车行驶平顺性试验是当代新车研制或现有车辆改装过程当中的一个极其关键的环节[3]。因此，本文旨在利用虚拟仪器技术，通过LabVIEW平台开发一套汽车平顺性道路试验系统。该系统能模拟汽车行驶过程中相应位置上的各轴向的加速度信号进行采集，并根据平顺性评价方法计算得到相应的评价指标，以达到评价汽车行驶平顺性的目的[4]。
本次设计的主要目的是要设计一套汽车平顺性试验测试系统，在汽车平顺性试验中主要就是对汽车行使加速度的采集和处理计算，该系统是通过数据采集卡采集汽车行驶时传感器产生的加速度信号，利用计算机进行处理、计算、分析、显示，并且通过与理论值进行比较来实现汽车平顺性的评价。对试验系统软件设计是本次设计课题的主要内容。
基于Labview的汽车平顺性道路试验系统模拟分析
陈沛锋
三明学院2012级机械设计制造及其自动化专业福建三明365004
摘要：本文利用虚拟仪器技术，通过LabVIEW平台开发一套汽车平顺性试验系统，再利用模拟车速及路面不平度输入进行模拟试验。通过模拟加速度传感器信号输出到数据采集卡，再用导线连接把输出的信号通过数据采集卡采集到电脑里，根据汽车平顺性评价方法，对加速度信号进行相应的处理，最终得到汽车平顺性评价参数。结合平顺性试验系统的逻辑要求利用LabVIEW编写相应的试验程序，再根据汽车平顺性的试验方法进行实车试验。试验结果表明，该套试验系统能很好的完成汽车平顺性试验,并且精度满足国家标准相关要求。
1.2.1
早在1931年，Reiher和Meiste两位科学家通过十名自愿者在振动台上的振动试验，来实现对汽车行驶平顺性评价方法的初步研究[4][7]。后来，Dieckman和Janeway等也做了很多的试验，此中相对有影响力的是Dieckman的K系数法和Janeway准则[5]。1968年，Pradko等人通过试验得出以下结论：在0-60Hz内，当输入力为0-320N时，身体变形为0-10.16mm，此时，可近似将人体视为一线性系统，并由此提出了吸收功率法[8][10]。1974年国际标准化组织制定了IS02631国际标准[3][11]，并于1978年修订后重新发表，该标准推荐的两种评价方法--1/3倍频带分别评价方法、总加权值评价方法及其评价指标，适用于1 -80Hz频率范围内对人体承受的全身振动的评价[3][12]。1997年，经过几次修改和补充，ISO公布了对于评价长时间作用的随机振动和多输入点多轴向振动环境对人体的影响时，能更好地和主观感觉一致[3]的IS02631-1:1997(E)《人体承受全身振动评价—第一部分:一般要求》[6]。
利用LabVIEW进行模拟仿真与系统建模的实践经验
利用LabVIEW进行模拟仿真与系统建模的实践经验为了准确满足标题描述的内容需求，并根据“利用LabVIEW进行模拟仿真与系统建模的实践经验”这一题目，我将按照实践经验的报告格式来撰写这篇文章，以使读者更好地理解和阅读。
一、引言LabVIEW是一款功能强大的虚拟仪器软件，可用于模拟仿真与系统建模。
本文旨在分享我在利用LabVIEW进行模拟仿真与系统建模的实践经验，并通过实例介绍基本原理、实验步骤以及实施过程中遇到的问题与解决方法。
二、实践过程1. 确定仿真目标在进行模拟仿真与系统建模之前，首先要明确仿真的目标。
例如，我在实践中的目标是设计一个控制系统，该系统能够实时监测温度并通过控制算法维持温度在设定范围内。
2. 构建系统模型根据仿真目标，我们需要利用LabVIEW进行系统模型的构建。
LabVIEW提供了丰富的工具和函数，可用于模型的搭建和连接。
通过选择合适的元件和信号源、连接各个功能模块，我们可以搭建一个完整的系统模型。
3. 参数设置与系统验证完成系统模型的搭建后，我们需要进行参数的设置和系统的验证。
这包括对模型中各个元件的参数进行设定，并通过实验数据验证模型的准确性和可靠性。
LabVIEW提供了图形化的界面，方便我们对参数进行调整和实时监测系统的输出。
4. 模拟仿真与数据分析通过LabVIEW的仿真功能，我们可以对系统进行虚拟实验，并获取仿真结果。
仿真结果可以包括系统的时间响应、频率响应等。
在进行数据分析时，我们可以利用LabVIEW提供的数据处理工具进行信号分析和频谱分析，从而得到更具有实际参考价值的结果。
5. 优化与改进在进行模拟仿真与系统建模的实践中，往往会遇到问题和挑战。
通过对仿真结果的观察和分析，我们可以发现系统中存在的不足，并进行优化与改进。
这包括对控制算法的调整、系统参数的优化等。
LabVIEW的交互性和易扩展性使得这些改进变得更加便捷和高效。
三、实践案例为了更好地说明利用LabVIEW进行模拟仿真与系统建模的实践经验，我将以一个简单的温度控制系统为例进行介绍。
基于LabVIEW的智能车仿真平台概要
基于LabVIEW的智能车仿真平台Intelligent Vehicle Simulation Platform Based on LabVIEW 作者:周斌蒋荻南李立国职务:硕士研究生学校:清华大学汽车工程系应用领域:高校/教育挑战:针对“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛,为了给参加本次智能车邀请赛的各支队伍提供一个可离线/在线仿真以及理论试验的平台,要求在短时间内开发出可靠的智能车仿真平台。
应用方案:根据开发需求,在LabVIEW 高效图形化开发环境下,采用软硬件V 型开发方式,通过实车试验对电机、舵机、转向性能等方面进行测试和标定,使平台可针对不同的赛车、赛道、路径识别方案、控制策略等内容,进行精确的仿真以及相关分析,从而大大提高智能车开发效率。
使用的产品:LabVIEW 7.0引言2006年8月,清华大学将举办第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛。
全国50多所著名高校将参加此项赛事,目前正在积极准备之中。
我们知道,按照传统的开发思想,主要分为制造赛道,硬件布置、控制算法,通过实车的调试再进行相应的修改,如此循环,如图1所示。
这种模式具有成本高,开发周期长以及试验无法重现和归档等缺陷。
如果换一种思路,采用虚拟开发模式,先进行虚拟仿真,得到优化的硬件布置和控制算法后,再进行实车开发,这样将大大提高效率和降低成本,见图2。
正是在这样的构想下,我们开发了Plastid智能仿真软件。
值得一提的是,在韩国4届大赛中,还没有类似软件出现,因此它具有一定的独创性。
V型开发模式软件的开发流程,分为开发平台、仿真内核、操作界面以及匹配标定, 由于有“匹配标定”这一个环节,因此我们采取软硬件同步开发的V型开发模式,如图3所示。
的需求。
LabVIEW支持多任务,同时对外设有C语言接口。
选用LabVIEW开发还可以提高程序的可靠性。
内核算法涉及汽车专业知识,如图4所示,在每个计算周期中,系统首先计算出传感器输出和赛车车速,输入智能车控制算法中,通过匹配标定单元可得出加速度和前轮转角,在刚体的运动模型算法中得出下一计算周期的车速和赛车坐标。
LabVIEW及仿真实验指导书
《 LabVIEW及仿真》课程实验指导书段金英编西京学院机电工程系2014 年 2 月前言 (1)实验一Labview的认识性实验(2学时) (2)实验二Labview的基本操作（2学时） (4)实验三数据操作实验（2学时） (7)实验四labview结构在编程中的应用（6学时） (11)实验五labview中字符串、数组、簇的实验（4学时） (18)实验六图表和图形实验（4学时） (26)实验七专业测试系统的搭建实验（2学时） (31)实验八创建子VI（2学时） (36)实验九人机界面交互设计实验（2学时） (39)实验十波形编辑及频谱分析实验（4学时） (43)实验十一基于声卡的数据采集系统（2学时） (45)主要参考文献 (52)虚拟仪器设计是计算机科学与技术的一个前沿学科，它也是一个综合性的学科。
《LabVIEW及仿真》为测控技术与仪器专业的一门选修课，其目的是使学生初步了解虚拟仪器设计的基本原理，初步学习和掌握虚拟仪器的基本技术，以便拓宽知识面，并为进一步学习和应用奠定基础。
本书包括11个实验项目，共32学时。
适合自动化与测控技术与仪器专业的学生使用。
实验一 Labview的认识性实验(2学时)一、实验目的1、熟悉Labview的基本组件2、熟悉Labview的前面板、程序框图、快捷和下拉菜单3、掌握Labview的选项板及在线帮助二、仪器、设备1、WINDOWS2000仪器、设备（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.2软件三、内容与步骤：[练习1] 启动Labview，查找Labview示例步骤：1.打开文件VibrationAnalysis.vi(c:/ProgramFiles/National Instruments/LabVIEW 8.2/examples/apps/demos.llb)2.单击按钮Run运行该程序3.改变采样速率4.改变采样速度，验证希望速度与实际速度是否一致[练习2] 熟悉前面板与程序框图的切换及观察程序流的执行过程1.在练习1的基础上，利用快捷方式将前面板切换到程序框图。
基于LabVIEW电动汽车电气性能匹配仿真
基于LabVIEW电动汽车电气性能匹配仿真陈涛;黄称称;李永利;陈东;曾琼【摘要】A simulation analyzation was made for electric vehicle (EV) electrical performances to match and adjust the electric parameters in the early stage of EV design. An EV electric model of electric vehicle was built by using virtual workbench LabVIEW without bench veriifcation test. The basic electrical parameters were selected about the power battery, the electric motor, and the other electrical components according to the initial design requirements. Parts of the electrical model were established in StarSim, based on these parameters. The LabVIEW Sub VI and proportional integration (PI) control was combined to simulate the actual operating environments, the transient impact, the steady state driving, and the limiting conditions driving. The results show that the electrical model is reliable and can be used to analyze and verify electric vehicle electric properties, and to ensure electric vehicle electrical safety.%为解决电动汽车(EV)电气安全问题，在EV设计初期就应选择EV的电气参数。
labview 控制仿真与实践
Maple software
Xmath software
MATLAB ® is a registered trademark of The MathWorks, Inc.
Review: Math with the MathScript Node
• Implement equations and algorithms textually • Input and Output variables created at the border • Generally compatible with popular m-file script language • Terminate statements with a semicolon to disable immediate output
Objectives:
• Calculate the Acceleration given Force and Mass • Become familiar with the LabVIEW Environment
The Design Process
1. Modeling – Identify a mathematical representation of the plant
• Freedom to choose the most effective syntax, whether
graphSiucpaploortredteMxtauthalTwooitlhs:in one VI
MathScript script node
MathSoft software
Mathematica software
基于Labview的仿真驾驶台的研究与实现
基于Labview的仿真驾驶台的研究与实现严治，卡斯柯信号有限公司摘要：在轨道交通车载控制器的开发中，实验室环境下的前期产品测试对于保证产品质量，缩短研发周期有着重要意义[1]。
仿真驾驶台作为测试中主要的人机交互接口之一，其实用性和友好性直接影响着测试过程的整体效果。
本文采用Labview软件作为仿真驾驶台的开发环境，在实际应用中取得了良好的效果。
关键词：产品测试；仿真驾驶台；LabviewResearch and Implementation of simulated driver desk based on Labivew ABSTRACT: Product test in the lab environment is quite important for the good quality of the products of Car bone Controller, and can effectively reduce the R&D cycle. Simulated driver desk is one of the main MMIs in the test. The practicability and friendliness is of great significance for the effect of the entire test process. This paper use Labview as the development environment, and acquire good result in the practical application.KEYWORDS: Product test; Simulated Driver Desk; Labview一、引言产品的功能性和安全性测试在轨道交通车载控制器的开发中非常重要。
仿真驾驶台作为控制列车运行的主要操作界面之一，直接影响到测试时使用的效率和测试的效果。
基于LabVIEW的平衡车建模与仿真研究
声 明
本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文 中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外， 不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。 与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。
作者签名： 日 期：
作者签名： 日 期：
硕士研究生学位论文
第一章 绪 论
1
第一章 绪论
1.1 论文概述
1.1.1 论文的提出 机器人作为一种新型的生产工具，应用范围已经越来越广泛，几乎渗透到各个领域， 是一项多学科理论与技术集成的机电一体化技术[1]。 机器人技术在八十年代后期已经形成 比较系统的科学体系，它将机构学、电子技术、控制理论、计算机技术、传感器技术和人 工智能等相关学科融为一体，不断吸收其他学科诸如材料，能源科学的最新成果，形成了 一门独立的高科技学科。 平衡车也称为本质不稳定自主移动机器人， 属于移动机器人的范畴， 移动机器人由于 其广阔的应用前景，已经成为机器人研究领域的一个重要分支。 按其移动方式可以分为轮 式、履带式、腿式等。其中轮式机器人由于具有结构简单、成本低等特点，已经成为机器 人研究的重要方向[2]。 轮式机器人在工作过程中会遇到工作区域狭窄、工作环境复杂多变的工作环境，如何 在复杂的环境里灵活完成任务， 使机器人能够适应特定的环境及任务需求而且在变化的复 杂环境中也能够体现出灵活适应性，是一个值得研究的课题。 平衡车的概念就是在这样的背景下提出来的。平衡车的两个车轮位于同一轴线，并分 别由直流伺服电机独立驱动，车的重心在两车轮轴上方，通过运动保持动态平衡，可直立 行走。由于其结构特殊，其适应地形变化能力强，运动灵活，可以胜任一些复杂环境里的 工作。作为一个新兴的研究方向，平衡车结合了轮式与自主移动机器人的特点，为传统的 机器人技术注入了新的生机与活力。 LabVIEW 是实验室虚拟仪器集成环境（ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）的简称，是美国国家仪器公司（NI）于 1986 年推出的虚拟仪器开发平台， 被称为“科学家与工程师的语言” 。它是一个开放型的开发环境，使用图标代替文本代码 创建应用程序的图形化编程语言。LabVIEW 具有性能高、扩展性强、性价比高、开发时 间短、具有和其他设备互连的能力、具有良好的人机界面等优点。虚拟仪器由于其可视化 的工作环境及图形化的应用接口，克服了传统方法编程和调试过程的缓慢与不方便，利用 图形编程工具设计实现虚拟仪器，可以成倍地提高生产率，大大缩短了开发时间，因此获 得了广泛应用[3] 。本文基于 LabVIEW 环境及其控制设计工具包，设计平衡车的控制算法 并对控制算法进行仿真验证。 1.1.2 研究的目的和意义 平衡车是一个高度不稳定系统，具有不稳定、多耦合、非线性、参数不确定性等特性， 是动力学理论和自动控制理论相结合的研究课题， 是检验各种控制方法处理能力的典型装 置[4-5]。平衡车作为一种研究装置，可在上面进行不确定性系统控制、非线性系统控制、 自适应控制、智能控制等研究。平衡车各相参数物理意义明显，观察方便，是很有潜力的 实验工具。其次建立在自平衡基础之上其他性能，例如复杂环使用授权书
LabVIEW中的智能交通系统设计与优化
LabVIEW中的智能交通系统设计与优化在智能交通系统的设计与优化方面，LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一个强大且广泛应用的工具。
本文将介绍在LabVIEW中进行智能交通系统设计与优化的相关内容。
一、智能交通系统概述智能交通系统是基于现代信息与通信技术，通过对交通进行感知、处理和控制，提高交通安全性、效率和便利性的一类系统。
智能交通系统设计与优化旨在解决交通拥堵、交通事故、环境污染等问题，提升城市交通运输的质量和效益。
二、LabVIEW在智能交通系统设计中的应用1. 传感器数据采集与处理LabVIEW提供了丰富的传感器驱动和数据采集模块，可以方便地接入各类传感器，并实时采集和处理传感器数据。
在智能交通系统中，通过LabVIEW可以实时获取车辆、行人、道路等相关的数据，并进行实时监测和处理。
2. 交通流量检测与分析LabVIEW中的图形化编程环境可以用于快速实现图像处理算法。
利用摄像头或其他视觉传感器采集到的图像数据，可以实时检测交通道路上的车辆数量、车速等信息。
基于这些数据，可以进行交通流量分析和拥堵预测，从而实现智能交通系统的优化与控制。
3. 信号控制优化通过LabVIEW中的控制算法和通信模块，可以实现对交通信号灯的智能控制。
根据实时采集的交通流量数据和交叉口的拓扑结构，可以利用LabVIEW进行交通信号灯的相位配时优化，从而实现交通流畅度的提升。
4. 路口决策与智能预警利用LabVIEW的数据处理和决策算法，可以为智能交通系统实现路口决策和智能预警功能。
基于数据分析和模型构建，可以实现交通事故的预测和预警，为交通参与者提供实时的路况信息和交通建议，提高交通的安全性和效率。
三、智能交通系统设计与优化的挑战与展望1. 数据处理与分析能力的提升随着智能交通系统中传感器技术的不断发展和普及，获取的交通数据量不断增大。
基于Matlab_simulink的汽车整车模型非线性仿真_方锡邦
以某一轿车的整车模型车辆参数为例进行分 析，其参数分别为：车身质量 ms＝1 510 kg；车身侧倾 转动惯量 I准＝470 kg·m2；车身俯仰转动惯量 Iθ＝2 260 kg·m2；前轮非悬挂质量 muf＝60 kg；后轮非悬挂质量 mur＝60 kg；前悬架刚度 ksf＝36 000 N ／ m；后悬架刚度 ksr＝38 000 N ／ m；悬架弹簧的非线性系数 nsf，nsr＝1．5；
减 振 器 的 阻 尼 系 数 csi 可 以 通 过 可 调 阻 尼 减 振 器得到，在这里用分段的方法定义，表示如下：
≥csi ＝ csui
△觶 uij≥0 （i 为 f，r；j 为 l，r）
（4）
csdi
△觶 uij＜0
式中，csui、csdi 分别表示减振器拉伸和压缩时的阻尼系数［4］。
轮胎的弹力为：
图 1 单轮车辆模型
收 稿 日 期 ：2008－04－28 作 者 简 介 ：方 锡 邦 （1948-），男 ，安 徽 枞 阳 人 ，副 教 授 ，主 要 从 事 现 代 车辆动力学与控制技术的研究。
图 2 单轨半车辆模型
111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
F ＝k sgn usij usi
（△ ） △ nusi
usij
usij
（i 为 f，r；j 为 l，r）
（5）
式 中 ，Fusij 为 轮 胎 的 弹 力 ；Fusi 为 轮 胎 的 刚 度 系 数 ；△usij 为 轮 胎
的变形量；nusi 为轮胎的非线性系数。
轮胎的阻尼力为：
Fucij＝cusi△觶 usij
基于LabVIEW和ARM的汽车ABS仿真及试验研究_初长宝
基于LabVIEW和ARM的汽车ABS仿真及试验研究*初长宝1 , 张兴汪1 , 贾兴建1 , 朱锐21.南昌工程学院机械与电气工程学院, 南昌 330099E-mail: chuchangbao@2. 南昌工程学院院长办公室, 南昌330099E-mail: zhurui929@摘要：在建立整车动力学模型的基础上，采用逻辑门限控制方法，基于LabVIEW软件平台进行了汽车防抱制动系统电控单元仿真研究。
在仿真结果良好的情况下，基于ARM7 进行了防抱制动系统控制器开发。
结果表明，开发的控制器能够明显缩短制动距离，防止车轮抱死，实现了良好的汽车制动性能。
关键词：汽车,防抱制动,LabVIEW,ARMAutomobile Anti-lock Braking System Simulation Based onLabVIEW and ARM*CHU Changbao1 , ZHANG Xingwang1 , JIA Xingjian1 , ZHU Rui21. Nanchang institute of technology, Department of mechanical and electrical engineering, Nanchang 330099, P. R. ChinaE-mail: chuchangbao@2. Nanchang institute of technology, deanery, Nanchang 330099, P. R. ChinaE-mail: zhurui929@Abstract：Based on establishment of full-car dynamic model, the easiest actualized logic threshold control method was adopted to develop ECU of automobile ABS system on the basis of software LabVIEW table.The results proved that the ECU developed could achieve preferable braking performance. Most importantly, hardware -in -the -loop test could be carried out on the basis of this table, which could make the development of this ECU not be limited in the software simulation, but could be applied to practical use.Key words：Automobile,Anti-lock Braking System, LabVIEW,ARM1 引言1(Introduction)汽车防抱制动系统(anti-lock braking system)是现代汽车制动系统的关键部件之一，它是用来在汽车制动过程中防止车轮完全抱死，提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离的一种安全装置[1]。
基于LabVIEW的汽车防抱死系统设计与仿真
〔 涉密的学位论文在解密后遵守此规定）
作者签名
： ４Ａ － ７－ １－ ， ２
导师签名
： 鱼 ， 擎二
期：日 书，． 价 ａｄ Ｊ ．ａ
日
期：ａ ｏ． ａ 即。 ｝． ｇｑ ｌ ｚ ．
华北电力大学硕士学位论文
第一章 绪论
１ ． １本选题的目的及意义
关键词：汽车，防抱死，Ｌ ｂ ＩＷ ａＶ Ｅ
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ
Ｂ ｓｄ ｒ ｉｏ ｌ ｋ ｇ ｔ ， Ａ ｉｏ Ｂ ｋ ｇ ｔ ｈｓ ｎ ｔ ｄｉ ａ ｂａｉ ｓｓ ｍ ｔｅ ｔｌ ｋ ａｉ Ｓｓ ｍ ａ ｂｅ ａｅ ｏ ａ ｔ ｎ ｒ ｎ ｙ ｅ ｈ ｎ － ｃ ｒ ｎ ｙ ｅ ｎ ｅ ｄｓ ｎ ｇ ａ ａｖｎｅ ｍ ｃａｉ ｌｌ ｔｃｌ ｈｄ ｋ ｅｃ ｔ ， ｉ ｓｏｌ ｅｇｉ ａ ｎ ａｃ ｅｈｎ ａｅ ｃ ｉ － ｒ ｉ ｔ ｓ ｅ ｗ ｃ ｈｕ ｉ ｎ ｓ ｄ ｄ ｃ －ｅ ｒａ ｙ ｏ ｎ ｉ ｙ ｍ ｈ ｈ ｄ ｓ
表31usb2015数据采集卡输入输出端口xs2功能分配表d10左前轮速传感器11d00左前常开电磁阀控制d11右前轮速传感器12d01左前常闭电磁阀控制d12左后轮速传感器13d02右前常开电磁阀控制d13右后轮速传感器14d03右前常闭电磁阀控制d14刹车灯开关15d04左后常开电磁阀控制d15驻车制动开关16d05左后常闭电磁阀控制d16电瓶电压监测17d06右后常开电磁阀控制d17主电源电压监测18007右后常闭电磁阀控制dgnd数字地19dgnd数字地10dgnd数字地20dgnd数字地华北电力大学硕士学位论文表32usb2015数据采集卡定时计数端口xs3功能分配表1lclk2时基信号输入gateo左前轮速信号输入12dgnd数字地clko时基信号输入13out3dgnd数字地14gate3右后轮速信号输入15clk3时基信号输入gatel右前轮速信号输入16dgnd数字地clkl时基信号输入17dgnd数字地dgnd数字地18clk19dgndi0gate2左后轮速信号输入20vcc5v电源输出usb2015采集卡提供四路计数器每一路均有门控信号输入端gate时基信号clk和输出端out
基于labVIEW的双轮自平衡小车概要.
双轮自平衡小车摘要：本系统主要包括控制系统模块、电机驱动模块和角速度测量模块三个模块，根据角加速度传感器测量出的数据，利用myRIO调节占空比，调节电机的转速，使小车能始终保持平衡。
关键词：PID控制，PWM，自平衡；目录1 方案分析 (1)1.1 模块方案比较与选择 (1)1.2 总体方案论述 (1)2 电路与硬件设计 (2)2.1.驱动的选择 (2)2.2电路设计.......................................................................................... 错误！未定义书签。
3系统软件设计 (4)3.1控制算法的选取 (4)3.2 程序流程图 (7)3.3 程序清单 (10)4 系统测试及结果分析 (13)总结 (15)参考文献 (15)附录实物图表 (16)一、一、方案分析1.1.模块方案比较与选择1.1.1控制系统模块的论证与选择方案一：采用传统的89C51芯片为控制核心。
具有4KB 的程序存储器，128KB 的数据存储器，64KB 的片外存储器寻址能力，64KB 的片外数据存储器寻址能力，32根输入/输出线，1个全双工异步串行口，2个16位定时/计数器，5个中断源，2个优先级。
但数学处理能力差，功能单一，运算速度慢，控制过程比较烦琐。
方案二：采用采用NI myRIO 。
NI myRIO 内嵌Xilinx Zynq 芯片，使学生可以利用双核ARM Cortex-A9的实时性能以及强大的计算功能，编程开发简单，支持用LabVIEW 进行编程，图形编程，明了易懂，同时包含大量现成算法函数，方便快速调用。
同时，myRIO 自带三轴加速度传感器，可通过LabVIEW 观察波形，进行自平衡小车测量时非常方便。
综合考虑采用方案二控制。
1.1.2电机驱动模块的论证与选择方案一：采用步进电机为驱动源，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。
浅析LabVIEW的智能车仿真系统应用设计案例
浅析LabVIEW的智能车仿真系统应用设计案例
本仿真系统基于LabVIEW虚拟仪器技术开发完成，用于智能车的算法仿真及分析。
1 基本构架
图1是整个仿真系统的构架图，主要分为基本模型层、控制算法层、通讯层以及仿真环境层。
基本模型层包括赛车模型与赛道模型，使用者可根据实际情况设定模型参数，它为整个系统提供了底层的驱动，仿真结果都是在这两个模型的基础上计算的。
图1 仿真系统构架图
控制算法层为使用者提供了3种不同的仿真方案：SubVI、C结点以及单片机在线仿真，具体在后文将会详述。
使用者可选择其中一个方案输入或移植自己的控制算法。
通讯层只用于单片机的在线仿真，使用CAN模块，可以使单片机与仿真系统进行即时的数据交流，从而实现动态仿真。
动态仿真环境基于赛车、赛道模型以及控制算法所输出的控制信号(电机控制、转向控制及车速信号等)，计算出车的行走路线，并即时地将数据传回控制算法层(其计算周期可调)。
凭借软件仿真的优势，在仿真过程中，系统可以方便地将各种变量记录下来，特别是一些实际试验时无法测量的量(如赛车相对于赛道中心线的偏移量、前向角、加速度等)，并保存于文件中。
在回放模式中，用户可以调用这些文件，对其仿真结果进行后期分析和处理，继而改进自己的赛车设置以及。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
II
Abstract
硕士研究生学位论文
Abstract
Self-balancing vehicle based on the inverted pendulum model, with multi- variable, non- linear, strong coupling, time- varying, and parameters of uncertainty. This complex experimental device has become an ideal platform to study control theory and control technology. The vehicle is small in mechanism and can make a flexible motion. So it is fit for tasks in narrow and dangerous space and has a wide foreground both in civilian and military application. Therefore in this paper we choose self-balancing vehicle as the research object, because its important theoretical significance and application value. The LabVIEW is graphical programming languages and development environment, called the engineer's language, Using the LabVIEW control design toolkit, can facilitate rapid to modeling, analysis and design control algorithm for self-balancing vehicle system. The national instruments (NI) launched the CompactRIO which is a section industrial-class embedded measurement and control system, it integration of the embedded real-time controller, programmable hardware logic and reconfigure the I/O modules. NI CompactRIO system and the LabVIEW development environment can seamless connection, users can easily through the graphical development environment access to low-level hardware, quickly built balanced car embedded hardware control system, and in the upper machine with simulation verify the algorithm of the successful deployment to car controller inside,the entire development process is clear, friendly interface, can greatly shorten the balanced car from algorithm to prototype development time. The control system design， mathematical modeling and controller developing processes involved in self-balancing vehicle are mainly discussed in this paper. Based on in analysis inter-external self-balancing vehicle of control system structure composition, we choose the NI CompactRIO embedded measurement system to constructe the control system for self-balancing vehicle.Through kinematics analysis of self-balancing vehicle, the kinematics model was established. The mathematic models of self-balancing vehicle’ s kinetic energy, potential energy and dissipative energy were obtained. Then, self-balancing vehicle’ s dynamic model was established by Lagrange equation. Then based on the linear state equation model, the controllabilty, observability, stability are analyzed.both kinematic and dynamic model provide a theoretical basis for the design of control strategy. Poles configuration, linear quadratic algorithm and fuzzy control algorithm are applicable control algorithm for self-balancing vehicle. In this paper, based on the LabVIEW and control design toolkit we designed pole configuration controller, linear quadratic optimal regulator and fuzzy controller for self-balancing vehicle, And through the balance control effect and
作者签名： 日 期：
硕士研究生学位论文第一章 绪 论来自1第一章 绪论
1.1 论文概述
1.1.1 论文的提出 机器人作为一种新型的生产工具，应用范围已经越来越广泛，几乎渗透到各个领域， 是一项多学科理论与技术集成的机电一体化技术[1]。 机器人技术在八十年代后期已经形成 比较系统的科学体系，它将机构学、电子技术、控制理论、计算机技术、传感器技术和人 工智能等相关学科融为一体，不断吸收其他学科诸如材料，能源科学的最新成果，形成了 一门独立的高科技学科。 平衡车也称为本质不稳定自主移动机器人， 属于移动机器人的范畴， 移动机器人由于 其广阔的应用前景，已经成为机器人研究领域的一个重要分支。 按其移动方式可以分为轮 式、履带式、腿式等。其中轮式机器人由于具有结构简单、成本低等特点，已经成为机器 人研究的重要方向[2]。 轮式机器人在工作过程中会遇到工作区域狭窄、工作环境复杂多变的工作环境，如何 在复杂的环境里灵活完成任务， 使机器人能够适应特定的环境及任务需求而且在变化的复 杂环境中也能够体现出灵活适应性，是一个值得研究的课题。 平衡车的概念就是在这样的背景下提出来的。平衡车的两个车轮位于同一轴线，并分 别由直流伺服电机独立驱动，车的重心在两车轮轴上方，通过运动保持动态平衡，可直立 行走。由于其结构特殊，其适应地形变化能力强，运动灵活，可以胜任一些复杂环境里的 工作。作为一个新兴的研究方向，平衡车结合了轮式与自主移动机器人的特点，为传统的 机器人技术注入了新的生机与活力。 LabVIEW 是实验室虚拟仪器集成环境（ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）的简称，是美国国家仪器公司（NI）于 1986 年推出的虚拟仪器开发平台， 被称为“科学家与工程师的语言” 。它是一个开放型的开发环境，使用图标代替文本代码 创建应用程序的图形化编程语言。LabVIEW 具有性能高、扩展性强、性价比高、开发时 间短、具有和其他设备互连的能力、具有良好的人机界面等优点。虚拟仪器由于其可视化 的工作环境及图形化的应用接口，克服了传统方法编程和调试过程的缓慢与不方便，利用 图形编程工具设计实现虚拟仪器，可以成倍地提高生产率，大大缩短了开发时间，因此获 得了广泛应用[3] 。本文基于 LabVIEW 环境及其控制设计工具包，设计平衡车的控制算法 并对控制算法进行仿真验证。 1.1.2 研究的目的和意义 平衡车是一个高度不稳定系统，具有不稳定、多耦合、非线性、参数不确定性等特性， 是动力学理论和自动控制理论相结合的研究课题， 是检验各种控制方法处理能力的典型装 置[4-5]。平衡车作为一种研究装置，可在上面进行不确定性系统控制、非线性系统控制、 自适应控制、智能控制等研究。平衡车各相参数物理意义明显，观察方便，是很有潜力的 实验工具。其次建立在自平衡基础之上其他性能，例如复杂环境下的导航、拐角的转弯等
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、 使用 学位论文的规定： 即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学可以将 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 （如作者 和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。 ） 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后： 不限□ 半年□ 一年□ 一年半□ 导师签名： 日 期： 两年□