摘要：本文系统地阐述了一种比较新型的基于LabVIEW软件的虚拟实验系统。该系统主要采用虚拟仪器技术，对《自动控制原理》这门课程所涉及到的一些实验系统，创建一个易于操作的虚拟实验室，可用来解决当前自动控制原理教学遇到的一些困难。本篇毕业设计提到了一些目前使用频率较高的实验系统，同时利用相关LabVIEW编程语言来实现《自动控制原理》中经常使用到的虚拟实验系统。该系统根据《自动控制原理》课程的实验教学操作大纲，将不同实验划分为不同环节，利用LabVIEW编程来设计相关界面。该系统通过使用模块化方法，将其自身化为多个更小的部分，一般可看为6个环节，例如一阶、二阶系统和频率特系统。另外的三个，则是采样控制系统和校准系统以及非线性系统。同时在每个子环节设计结束后，为了验证该环节的准确性，可使用Matlab软件对该环节进行仿真实验，然后将得到的曲线和系统得到的结果进行比较。

关键词：虚拟实验；虚拟仪器；自动控制实验；仿真实验

目  录

摘  要

ABSTRACT

第1章  绪  论-1

1.1 背景-1

1.2 国内研究现状-1

1.3 课题的目的与意义-3

1.4  LabVIEW的介绍-4

第2章 设计原理-6

2.1 典型一阶系统设计-6

2.1.1 数学模型的建立-6

2.1.2 单位阶跃响应-6

2.2 典型二阶系统设计-7

2.2.1 数学模型的建立-7

2.2.2 单位阶跃响应-7

2.2.3 动态性能指标计算-8

2.3 校正系统设计-9

2.3.1 校正之前的系统-9

2.3.2 校正系统的确定-9

2.4 采样系统设计-10

2.4.1 “零阶保持器”组件-10

2.4.2 建立数学模型-10

2.5 校正采样系统设计-11

2.6 频率特性虚拟实验系统设计原理-11

2.7 非线性系统设计-12

2.8本章小结-12

第3章 程序方案设计-13

3.1 总体设计-13

3.2 基于LabVIEW的虚拟实验系统设计-13

3.3 用户管理程序设计-14

3.3本章小结-15

第4章 基于LabVIEW的虚拟实验系统设计-16

4.1 典型一阶系统-16

4.1.1 功能描述-16

4.1.2 设计步骤-16

4.1.3 验证结果准确性-17

4.2 典型的二阶系统-17

4.2.1 功能描述-17

4.2.2 设计步骤-18

4.2.3  验证结果准确性-19

4.3 系统校正虚拟实验系统-21

4.3.1 功能描述-21

4.3.2 设计步骤-21

4.3.3  验证结果准确性-22

4.4 关于采样系统的虚拟实验系统-23

4.4.1 功能描述-23

4.4.2 设计步骤-23

4.4.3 验证结果准确性-24

4.5 校正采样系统-25

4.5.1 作用简介-25

4.5.2 系统设计步骤-25

4.5.3  验证结果准确性-26

4.6 频率特性虚拟实验系统-27

4.6.1 作用简介-27

4.6.2 设计步骤-27

4.6.3 验证结果准确性-28

4.7 非线性系统虚拟实验系统-28

4.7.1 作用简介-28

4.7.2 设计步骤-28

4.8本章小结-30

第5章  用户管理程序的设计-31

5.1 登陆系统的设计-31

5.2 主程序的设计-31

5.3 输出结果的报表设计-32

5.4本章小结-33

第六章 总结与展望-35

参考文献-37

致  谢-39

附录一 系统前面板图-40

附录二 系统程序框图-49