giáo trinh tài liệu TH labview

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỰC HÀNH LẬP TRÌNH ĐỒ HỌA Biên soạn: Tài Liệu Lưu Hành Tại HUTECH www.hutech.edu.vn THỰC HÀNH LẬP TRÌNH ĐỒ HỌA Ấn 2018 MỤC LỤC I MỤC LỤC MỤC LỤC HƯỚNG DẪN BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 VÒNG LẶP 1.3 VẼ DẠNG TÍN HIỆU 1.4 CÁC THIẾT KẾ ĐƠN GIẢN BÀI 2: PHÁT TÍN HIỆU, DAO ĐỘNG KÝ, PHÂN TÍCH FFT 11 BÀI 3: MẢNG – MA TRẬN 16 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 II HƯỚNG DẪN HƯỚNG DẪN MÔ TẢ MÔN HỌC Thực hành Lập trình đồ họa mơn học hỗ trợ cho mơn Lập trình đồ họa Mơn học thực xây dựng hệ thống điều khiển LabView NỘI DUNG MÔN HỌC BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW BÀI 2: PHÁT TÍN HIỆU, DAO ĐỘNG KÝ, PHÂN TÍCH FFT BÀI 3: MẢNG – MA TRẬN BÀI 4: CONTROL & SIMULATION KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ Môn học Thực hành Lập trình đồ họa cần sinh viên có tảng Lập trình đồ họa U CẦU MƠN HỌC Người học phải dự học đầy đủ buổi lên lớp làm tập đầy đủ nhà CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MƠN HỌC Để học tốt mơn này, sinh viên cần viết chương trình, giải tập trước thực thực hành PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MƠN HỌC Mơn học đánh giá gồm: − Điểm trung bình thực hành BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW 1.1 Giới thiệu Bài 1.1: - B1: Khởi động LabView - B2: Nhấn Create Project hay chọn File > New VI BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW - B3: Nhấn File > Save để lưu Project - B4: Chọn cửa sổ Block Diagram - B4: Vẽ sơ đồ khối hình vẽ Vị trí khối: Programming > Numeric > DBL Numeric Constant Sau đặt khối vào cửa sổ Block Diagram, click chuột phải chọn Change to Control - B5: Chọn cửa sổ Front Panel, nhấn Run Continously BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW - B7: Thay đổi giá trị ngõ vào, quan sát ngõ Bài 1.2: Thiết kế Block Diagram tính ngõ y thay đổi ngõ vào x Bài 1.3: Vẽ hệ thống theo sơ đồ: Khối sin: Block Diagram > Mathematics > Elementary & Special Functions > Trigonometric Functions Các khối lại: Block Diagram > Programming > Numeric BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW 1.2 Vòng lặp Bài 1.4:Vẽ hệ thống theo sơ đồ: Vị trí khối: Vịng lặp While: Block Diagram > Programming > Structure > While Loop Click chuột phải vào cửa sổ Front Panel, chọn Modern > Boolean > Stop Button Block Diagram > Programming > Numeric > Numeric Constant Block Diagram > Programming > Timing > Wait (ms) Block Diagram > Programming > Boolean > False Front Panel > Modern > Graph > Ex XY Graph BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW Bài 1.5:Vẽ hệ thống theo sơ đồ thiết kế Front Panel theo hình Vị trí khối: BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW Block Diagram > Mathematics > Script & Formula > Formula Block Diagram > Dialog & User Interface > Merge Errors Block Diagram > Dialog & User Interface > Simple Error Handles Block Diagram > Express > Input > Simulate Sig Front Panel > Modern > Numeric > Slide Cấu hình khối: 24 BÀI 3: MẢNG – MA TRẬN BÀI 4: CONTROL & SIMULATION 25 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION Bài 4.1: Mơ tả phương trình vi phân: - 𝐹 𝑚 = 𝑎 = 𝑣̇ = 𝑥̈ Trên cửa sổ Block Diagram, đặt thêm function Control & Simulation > Simulation > Control & Simulation Loop - Thêm vào khối chức hình vẽ Vị trí khối: Control & Simulation > Simulation > Signal Arithmetic > Multiplication, Control & Simulation > Simulation > Continuous Linear Systems > Integrator, Control & Simulation > Simulation > Graph Utilities > SimTime Waveforms 26 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION - Nhấn chuột phải vào khối Multiplication, chọn Configuration - Click vào dấu x phía để chuyển thành dấu : BÀI 4: CONTROL & SIMULATION - Nối dây khối để có phương trình: - Kết mơ phỏng: 𝐹 𝑚 = 𝑎 = 𝑣̇ = 𝑥̈ vẽ đồ thị v, x 27 28 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION Bài 4.2: Cho hệ thống hình vẽ: Phương trình vi phân mô tả hệ thống: BÀI 4: CONTROL & SIMULATION Block Diagram: Thiết kế Front Panel mô kết Bài 4.3: Cho hệ thống hình vẽ: d m f: lực kéo động (ngõ vào mơ hình) d: lực ma sát Phương trình vi phân mô tả hệ thống: f 29 30 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION mv' = f – bv hay v' = (f – bv)/m Thiết kế Block Diagram, Front Panel mơ kết giá trị m b nhập Front Panel Bài 4.4: Mô hệ thống Bài 4.3 dùng hàm truyền Hàm truyền = Ngõ / Ngõ vào = Vận tốc / Lực tác dụng = v/f mv' = f – bv → msV(s) = F(s) – bV(s) → 𝐻 (𝑠) = 𝑉(𝑠) 𝐹(𝑠) = 𝑚𝑠+𝑏 Hướng dẫn: dùng khối Control & Simulation > Simulation > Continuous Linear Systems > Transfer Function Thiết kế Block Diagram, Front Panel mô kết giá trị m b nhập Front Panel Bài 4.5: Mô hệ thống Bài 4.3 dùng khơng gian trạng thái Phương trình khơng gian trạng thái: 𝑥 ′ = 𝐴𝑥 + 𝐵𝑢 { 𝑦 = 𝐶𝑥 + 𝐷𝑢 𝑏 Từ mv' = f – bv → { 𝑣′ = − 𝑣 + 𝑓 𝑚 𝑚 → A = -b/m, B = 1/m, C = 1, D = 𝑦=𝑣 Hướng dẫn: dùng khối Control & Simulation > Control Design > Model Construction > CD Construct State-Space Model để tạo mơ hình khơng gian trạng thái khối Control & Simulation > Control Design > Model Construction > CD Draw State-Space Equation để hiển thị hệ phương trình khơng gian trạng thái Front Panel Xây dựng array cho ma trận A, B, C, D Block Diagram: BÀI 4: CONTROL & SIMULATION Thiết kế Front Panel mô kết Bài 4.6: Cho hệ thống giảm xóc hình vẽ: Phương trình vi phân mơ tả hệ thống: 𝑀𝑦̈ + 𝐵𝑦̇ + 𝐾𝑦 = 𝑓 Mô hệ thống dùng hàm truyền 31 32 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION Bài 4.7: Cho hệ thống thang máy hình vẽ: Phương trình vi phân mô tả hệ thống: 𝑀𝑇 𝑦̈ + 𝐵𝑦̇ + 𝑀𝑇 𝑔 = 𝐾𝜏(𝑡) + 𝑀Đ 𝑔 Mô hệ thống dùng hàm truyền Bài 4.8: Mô hệ thống Bài 4.6 dùng không gian trạng thái Bài 4.9: Xây dựng hàm truyền từ phương trình khơng gian trạng thái Phương trình khơng gian trạng thái: 𝑥 ′ = 𝐴𝑥 + 𝐵𝑢 { 𝑦 = 𝐶𝑥 + 𝐷𝑢 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION 33 Hướng dẫn: dùng khối Control & Simulation > Control Design > Model Construction > CD Draw Transfer Function Equation Bài 4.10: Cho động DC hình vẽ: Phương trình khơng gian trạng thái: Bài 4.11: Cho mơ hình xe lửa hình vẽ: 34 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION Phương trình vi phân: Phương trình khơng gian trạng thái: Hàm truyền: BÀI 4: CONTROL & SIMULATION 35 Thiết kế Front Panel Block Diagram theo phương trình vi phân, phương trình khơng gian trạng thái hàm truyền Bài 4.12: Cho Front Panel điều khiển vịng kín (PID) vị trí động DC: Xây dựng Block Diagram hệ thống Với cấu hình khối không gian trạng thái rời rạc: 36 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION Bài 4.13: Cho Front Panel điều khiển vịng kín (PID) tốc độ động DC Thiết kế Block Diagram với cấu hình khối khơng gian trạng thái rời rạc Bài 4.12 BÀI 4: CONTROL & SIMULATION 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Quốc Phương – Giáo trình Lập trình đồ họa – ĐH Cơng nghệ TPHCM ... trước th? ??c th? ??c hành PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MƠN HỌC Mơn học đánh giá gồm: − Điểm trung bình th? ??c hành BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW 1.1 Giới thiệu Bài 1.1: - B1: Khởi động LabView. .. BẢN VỀ LABVIEW - B7: Thay đổi giá trị ngõ vào, quan sát ngõ Bài 1.2: Thiết kế Block Diagram tính ngõ y thay đổi ngõ vào x Bài 1.3: Vẽ hệ th? ??ng theo sơ đồ: Khối sin: Block Diagram > Mathematics... Graph > Ex XY Graph BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW Bài 1.5:Vẽ hệ th? ??ng theo sơ đồ thiết kế Front Panel theo hình Vị trí khối: BÀI 1: CƠ BẢN VỀ LABVIEW Block Diagram > Mathematics > Script & Formula > Formula