浙江专注LabVIEW开发例程修改,LabVIEW编程

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LabVIEW PID控制说明

看起来PID高大尚，实则我们都是被他的外表所震撼住了。先被别人唬住，后被公式唬住，由于大多数人高数一点都不会或者遗忘，所以再一看公式，简直吓死。了解了很浅的原理后，结果公式看不懂，不懂含义，所以终没有透彻。我这里先对公式进行剖析，公式理解明白了，结合网上的一些pid讲述的例子，就明白了。
先对PID这三个系数的含义进行简单扫盲，。同时也防止自己遗忘。P是比例系数，I是积分系数、D是微分系数。下面对PID这三个系数进行详细说明。

1.比例系数P是干什么用，其实如果现在你是初中生的话，你一下子就懂了，比例系数就是用在穿过（0,0）这个坐标点直线的放大倍数k，k越大，直线的斜率越大，所以是用在y = k * x中的，其中的k就是比例系数p，大家都简称为kp，所以就变成了y = Kp * x。
x就是当前值currentValue和目标值totalValue的差值，简称误差err，则err = currentValue - totalValue。y就是执行器对应的输出值U，所以执行器对应的输出值U = Kp * ( currentValue - totalValue ) 。
所以，如果说是使用比例进行调节。
则当前第1次调节时执行器对应的输出值为U1 = Kp * ( curentValue1 - totalValue1 )。
第2次调节时执行器对应的输出值为U2 = Kp * ( currentValue2 - totalValue2 )。
这就是比例系数P的应用，也就是大家说的比例调节。比例调节就是根据当前的值与目标值的差值，乘以了一个Kp的系数，来得到一个输出值，这输出值直接影响了下次当前值的变化。如果只有比例调节的话，系统会震荡的比较厉害。比如你的汽车现在运行的速度是60km/h，现在你想通过你的执行器去控制这个汽车达到恒定的50km/h，如果你只用kp进行比例调节话。U = Kp * ( 60 - 50 )，假设Kp取值为1，此时得到U执行器的输出值是10，结果当你执行器输出后，发现汽车一下变成了35Km/h，此时U2 = Kp * （35 - 50）,此时得到U执行器的输出值是-15，结果当你执行器输出后，发现汽车变成了55Km/h，由于惯性和不可预知的误差因素，你的汽车始终无法达到恒定的50km/h。始终在晃动，相信如果你在车上，你一定吐的很厉害。所以光有比例系数进行调节，在有些场合是没有办法将系统调稳定的。所以可以为了减缓震荡的厉害，则会结合使用比例P和微分D。

2.微分系数D
微分，实际上是对误差进行微分。加入误差1是err(1)。误差2是err(2)。则误差err的微分是 (err2 - err1)。乘上微分系数D，大家叫做KD，则当执行器第1次调节后有了第1次的误差，第2次调节后有了第2次的误差，则结合P系数。就有了PD结合，根据每次调节时，误差的值的经验推算，你就能选取出D的系数。假如误差是越来越小的，那么微分后肯定是一个负值。负值在乘以了一个D系数 加上了比例调节的值后肯定值要比单纯使用比例调节的值要小，所以就启到了阻尼的作用。有了阻尼的作用就会使得系统区域稳定。PD结合的公式经过上面的分析后为
U(t) = Kp * err(t) + Kd * derr(t)/dt

3.积分系数I
积分，实际上是对误差的积分，也就是误差的无限和。如何理解积分系数I，这里引用网上的例子
以热水为例。假如有个人把我们的加热装置带到了非常冷的地方，开始烧水了。需要烧到50℃。
在P的作用下，水温慢慢升高。直到升高到45℃时，他发现了一个不好的事情：天气太冷，水散热的速度，和P控制的加热的速度相等了。
这可怎么办？
P兄这样想：我和目标已经很近了，只需要轻轻加热就可以了。
D兄这样想：加热和散热相等，温度没有波动，我好像不用调整什么。
于是，水温永远地停留在45℃，永远到不了50℃。
作为一个人，根据常识，我们知道，应该进一步增加加热的功率。可是增加多少该如何计算呢？
前辈科学家们想到的方法是真的巧妙。
设置一个积分量。只要偏差存在，就不断地对偏差进行积分（累加），并反应在调节力度上。
这样一来，即使45℃和50℃相差不太大，但是随着时间的推移，只要没达到目标温度，这个积分量就不断增加。系统就会慢慢意识到：还没有到达目标温度，该增加功率啦！
到了目标温度后，假设温度没有波动，积分值就不会再变动。这时，加热功率仍然等于散热功率。但是，温度是稳稳的50℃。
kI的值越大，积分时乘的系数就越大，积分效果越明显。
所以，I的作用就是，减小静态情况下的误差，让受控物理量尽可能接近目标值。
I在使用时还有个问题：需要设定积分限制。防止在刚开始加热时，就把积分量积得太大，难以控制。

PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。其输入e (t)与输出u (t)的关系为
　　u(t)=kp(e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中积分的上下限分别是0和t
　　因此传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)
　　其中kp为比例系数； TI为积分时间常数； TD为微分时间常数
源程序，如下所示。

LabVIEW 控制Ruska 7252例程与相关资料
RUSKA 7252双通道数字压力控制器/校准仪 。
7252 系列提供了一种特灵活的方式，可在较宽的压力范围内进行自动校准。7252同时具有两个压力量程，每个量程都具有立的控制器。因此，可同时进行两个通道的校准。
可提供低至 0 至 10 inH2O 至高达 0 - 2500 psi (25 mbar - 172 bar) 的一系列压力范围组合，从而使单台仪器具有较大程度的灵活性。提供 7252i 和 7252 两种不同的型号供您选择。7252i 具有各传感器量程 25% 至 范围内提供读数精度的性能，而经济型 7252 可提供各范围满量程 0.003% 的精度。两种装置都具有每年读数 0.0075% 的长期稳定性。
与单通道输出 7250系列类似，7252也具有彩色LED屏幕显示和易于操作的改进导航菜单。其他新特性包括主动和被动控制模式下10ppm的各范围控制稳定性。在主动模式下，控制器具有弥补系统较小漏泄的功能。对于实际上可以消除漏泄的系统，被动模式具有更高的控制稳定性，用户可以根据需要设定控制稳定性限值，达到限值范围内后，控制器暂停控制，达到较高的压力稳定性。
厂家提供LabVIEW Demo，只是这个例子功能多，显得繁琐。现场使用根据实际情况选择串口，只有其中很少的几个命令即可实现功能，因此做了简化的调试程序，如下所示。

LabVIEW 控制keithley 2700例程与相关资料
keithley 2700系列数据采集/多路综合测试系统(2700，2701和2750)将精密测量、程控开关和控制功能集成在一个紧凑的机箱内，可用于机架装配或测试台类的应用。这些高性价比、的测试平台可替代分立的数字多用表、开关系统、数据记录仪/记录器、插卡式数据采集设备和VXI/PXI系统。2700系列数据采集/多路综合测试系统的开关/控制模块为广泛的工业应用提供了出众的灵活性和测试效率。2700和2750无可比拟的优良特性，也为系统集成商提供了多通道、造价低廉的自动测试系统方案。插入式的模块具有灵活方便的特点，支持20～200个通道（双刀开关），可给待测器件提供激励源，切换信号通道，控制系统组件，而且能够实现多达14种功能的精密测量工作。可靠的数字I/O功能可以实现与其他自动化设备之间的触发与互连，以及超限报警输出功能。高达500通道/秒的扫描速率（单通道可达3500次读数/秒）大大提高了测试产能。
从例程中，找到“Pro ZhLX\Keithley 27XX Single Measurement.vi”，可以分别读出两线制和四线制的电阻等参数。在测试四线电阻时，只能输入101，而不能输入111，初步分析是里面做了自动判断。这也符合四线制的测试方法的特点。同时需要注意2700前面板的INPUTS选择在前面板还是后面板的插孔
晚上和小岑讨论2700开关控制的问题，基本落实了原因，背板的开关应该是可以立控制，从班子上的input和sense连线（这个小岑已经做好了）。

厂家提供LabVIEW Demo，只是这个例子功能多，显得繁琐，如下附件所示。现场使用根据实际情况选择串口，只有其中很少的几个命令即可实现功能，因此做了简化的调试程序，如下所示。