實驗名稱：自感知執行系統變形控制實驗

　　測試目(mu)的(de)：對自感知壓電懸(xuan)臂(bei)(bei)(bei)梁(liang)(liang)系統(tong)(tong)(tong)(tong)進行(xing)了(le)(le)理論分析(xi)、遲滯(zhi)補償(chang)、自感知執行(xing)系統(tong)(tong)(tong)(tong)建模(mo)及控(kong)制(zhi)器設(she)計，解決(jue)了(le)(le)懸(xuan)臂(bei)(bei)(bei)梁(liang)(liang)系統(tong)(tong)(tong)(tong)固(gu)有的(de)非(fei)線性遲滯(zhi)問題(ti)，建立了(le)(le)自感知壓電懸(xuan)臂(bei)(bei)(bei)梁(liang)(liang)系統(tong)(tong)(tong)(tong)，設(she)計了(le)(le)基(ji)于C-PSO算法的(de)PID變(bian)形(xing)控(kong)制(zhi)器，并在MATLAB軟件中進行(xing)了(le)(le)一系列的(de)對比實驗(yan)(yan)和仿真(zhen)分析(xi)。本章介紹實驗(yan)(yan)系統(tong)(tong)(tong)(tong)及搭建的(de)硬件平臺，進一步驗(yan)(yan)證自感知懸(xuan)臂(bei)(bei)(bei)梁(liang)(liang)系統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)控(kong)制(zhi)效果。

　　測試設備(bei)：電壓放(fang)大(da)器、NI數據采集卡、激光位移傳感(gan)器、懸臂(bei)梁系統驅動器與傳感(gan)器等。

　　圖(tu)1：實(shi)驗(yan)系統總體框圖(tu)

　　實驗過程：

　　設計自感知壓電懸臂梁控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)，搭(da)建系統(tong)硬(ying)件(jian)平(ping)臺(tai)，然后通過MATLAB軟(ruan)件(jian)與LabVIEW軟(ruan)件(jian)相互配合搭(da)建軟(ruan)件(jian)平(ping)臺(tai)，其中(zhong)MATLAB有強大(da)的數(shu)據計算(suan)(suan)能力并且集(ji)成了各領域數(shu)據處(chu)理工具包(bao)、提(ti)(ti)供(gong)多種控(kong)(kong)制(zhi)算(suan)(suan)法函數(shu)，并且在處(chu)理數(shu)據和系統(tong)仿真中(zhong)起著至關重要作用(yong)；LabVIEW采(cai)(cai)用(yong)程(cheng)序框圖(tu)形式的G語言，在圖(tu)形界面開(kai)發、信號測量、循環處(chu)理、軟(ruan)件(jian)和硬(ying)件(jian)通訊方(fang)面更具優勢。在本實驗(yan)中(zhong)，LabVIEW作為數(shu)據采(cai)(cai)集(ji)平(ping)臺(tai)和人機交互平(ping)臺(tai)，可(ke)以(yi)采(cai)(cai)集(ji)實驗(yan)數(shu)據以(yi)提(ti)(ti)供(gong)給MATLAB進行系統(tong)辨(bian)識(shi)、數(shu)據分析處(chu)理及系統(tong)控(kong)(kong)制(zhi)器參(can)數(shu)尋優，設計適用(yong)于(yu)本系統(tong)的控(kong)(kong)制(zhi)器。因此，運用(yong)MATLAB與LabVIEW聯合編(bian)程(cheng)技術，實現兩者(zhe)的優勢互補。

　　實驗結果：

　　進行(xing)了實驗系統設(she)計(ji)及實驗結果驗證兩(liang)部(bu)(bu)分，實驗設(she)計(ji)包括對硬(ying)(ying)件(jian)(jian)系統和(he)軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)系統的(de)(de)設(she)計(ji)。選取(qu)實驗硬(ying)(ying)件(jian)(jian)設(she)備(bei)，搭建硬(ying)(ying)件(jian)(jian)平臺；在軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)方面(mian)(mian)，用LabVIEW軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)實現采集模塊(kuai)、遲滯補償(chang)模塊(kuai)、自(zi)感(gan)知變形(xing)控(kong)制(zhi)(zhi)器模塊(kuai)的(de)(de)面(mian)(mian)板和(he)程序框圖(tu)設(she)計(ji)；采用MATLAB軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)進行(xing)PID控(kong)制(zhi)(zhi)器參(can)數(shu)尋(xun)優，并(bing)設(she)計(ji)基于C-PSO算法優化的(de)(de)PID參(can)數(shu)部(bu)(bu)分。LabVIEW與MATLAB的(de)(de)協同配合，設(she)計(ji)出(chu)響應速(su)度快、調節時間(jian)短(duan)、無超調的(de)(de)自(zi)感(gan)知變形(xing)控(kong)制(zhi)(zhi)系統。

　　電壓放大(da)器(qi)推(tui)薦：ATA-2081

　　圖：ATA-2081高壓放大器指標參數

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