北京君合泰科技有限公司 LabVIEW虚拟仪器教学实验系统
实验十一 电机调速与测速闭环PID系统设计
一、实验目的
1.进一步熟练掌握采集卡AD采集与计数器功能。 2.掌握使用labview实现ＰＩＤ控制的方法。
二、实验内容
1.利用“电机调速与测速闭环PID系统”实现电机ＰＩＤ控制。 2.仿照实验程序自行编写程序，并连接仪器测试程序的运行状况。
三、实验仪器、设备及器材
虚拟仪器测控实验实训平台实验箱一台、NI PCI-6221采集卡一块、68针配套屏蔽线一根、电机转速控制与测速电路模块一块、导线若干。
四、实验原理
labview程序输出控制信号给采集卡，采集卡通过DA口输出相应电压，经过信号放大与功率放大控制电机旋转，实现DA控制。
利用光电门检测电机的旋转，转化的TTL脉冲电平信号由采集卡计数器采集，进而传给计算机，计算机再通过labview程序计算出脉冲频率进而计算出电机转速，最后显示出来，实现计数测速功能。
检测到的速度再次反馈代入PID函数，通过程序的比较和运算得出控制量给DA输出，进而调节电机转速，整个过程闭环，实现了电机的PID控制。
电路原理图参考“电机调速与测速（开环）”。
五、实验步骤
1.将采集卡连接计算机与实验箱。
2.将电机转速控制与测速电路模块装上实验箱，拧上彩色螺母固定。
3.将模块上OUT端用导线连接至采集卡PFI3端，IN端连接至采集卡AO0，GND端连接至采集卡AI GND端和DGND端。
4.接通电源，打开“电机调速与测速闭环PID系统.vi”程序，运行。 5.增大“要求转速”控件值，观察结果。 6.减小“要求转速”控件值，观察结果。 7.更改PID参数，重复步骤5、6。
8.仿照实验程序自行编写程序，并连接仪器测试程序的运行状况。
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六、实验截图
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实验十二 模拟电梯超重报警系统设计
一、实验目的
1.复习采集卡AD采集与数字IO功能。 2.掌握AD采集与数字IO的结合使用。
二、实验内容
1.利用“模拟电梯超重报警系统”模拟电梯运行情况受载重影响实验。 2.仿照实验程序自行编写程序，并连接仪器测试程序的运行状况。
三、实验仪器、设备及器材
虚拟仪器测控实验实训平台实验箱一台、NI PCI-6221采集卡一块、68针配套屏蔽线一根、导线若干。
四、实验原理
本实验使用的步进电机用直流+12V 电压，电机线圈由A、/A、B、/B 四相组成。
驱动方式为四相四拍方式,各线圈通电顺序如下表。表中首先向A 线圈输入驱动电流， 接着/A、B、/B 线圈驱动，最后又返回到A 线圈驱动，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。若通电顺序相反，则电机轴按逆时针方向旋转。（注：为提高步进电机负载能力和运行平稳可使用四相八拍驱动方式。）
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电机带动磁铁转动，磁铁的位置代表“电梯”的位置，利用霍尔元件检测“电梯”的位置，即“电梯”处于某个霍尔元件位置时，相应霍尔传感器通过电路传出TTL高电平信号，信号由采集卡DI采集传给计算机，通过labview程序判断“电梯”的“当前楼层”，此即实现DI采集功能。
由Labview程序判断“当前楼层”后，输出数字信号给采集卡，控制采集卡输出数字控制信号，一部分信号传递给ULN2003芯片电路驱动步进电机转动，一部分信号驱动数码管，在硬件上显示“当前楼层”，此即实现DO控制。
通过力敏传感器将压力信号转化为电压信号，再将电压信号通过电路处理成NI PCI-6221采集卡准确采集范围内的电压，然后利用NI PCI-6221采集卡采集输入计算机，最后通过labview编程运算和显示采集到的信号。
程序通过采集的AD值判断是否“超重”，进而通过数字IO控制“电梯”是否“运行”，此即AD采集与数字IO的结合使用。
电路原理图参考“电子称”、“步进电机控制”。
五、实验步骤
1.将采集卡连接计算机与实验箱。
2.将压力传感器与桥用激励电路装上实验箱，拧上彩色螺母固定。
3.将模块上OUT端用导线连接至实验箱AI9端，将模块上外接电源接口-5V端用导线连接至实验箱-5V端，将GND端连接至实验箱AGND端。
4接通电源，打开“模拟电梯超重报警系统.vi”程序，运行。 5照压力的测量实验校准“电子秤”。
6输入一个合适的“电梯最大承重”值，再输入一个“要求楼层”，让“电梯”运行起来。
7在“电梯”运行途中给“电子秤”施加压力直至压力值超过“电梯最大承重”，观察“电梯”电梯运行状态。
8改变“要求楼层”，看电梯是否运行。
9减小压力直至压力值小于“电梯最大承重”观察“电梯”运行状态。
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