虚拟仪器在磁轴承数字控制中的应用

，数字控制量通过USB传输给USB-9100，由USB-9100实现两通道D/A输出，在所得模拟控制信号控制下，功率放大器驱动电磁铁工作，保持磁轴承的转子处于平衡位置。

　　3.2系统软件环境

　　数字控制系统使用LabVIEW软件开发环境，LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种标准的虚拟仪器设计软件，它被工业界、学术界和研究实验室广泛接受。LabVIEW采用图形化编程方式，使用它进行系统测试、系统设计与实现时，可以大大提高工作效率。LabVIEW应用程序包括前面板（Front Panel）和流程图（Block Diagram）两部分。前面板是图形用户界面，即VI前面板，流程图提供VI的图形化源程序，控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。 LabVIEW中附加了PID控制工具套件，利用它，可以简便、高效地设计控制算法。另外，USB-9100提供了LabVIEW驱动，方便了编程。

　　3.3系统功能

　　USB-9100多功能USB接口数据采集模块与LabVIEW软件开发环境相配合，以PC机为核心，构成一个完整的虚拟仪器系统。虚拟仪器技术的应用，使磁轴承数字控制的设计与实现更为方便、快捷，具体地，能够实现以下功能：

　　（1）图形化界面：利用图形化界面实时、动态显示有关的系统参数，如位移、转速、电流等，灵活地在线设定数字PID控制器的各项参数;

　　（2）双工作模式：提供控制和监测两种工作模式，其中控制是主模式，监测是辅模式。在控制模式下，只提供基本的图形功能，以确保数字控制算法的实时性;在监测模式下，突出图形显示功能，除转子位移量，增加线圈电流、转子转速等参数的动态显示。

　　（3）数据存储与分析：系统运行时实时记录相关参数，待系统运行结束，利用LabVIEW的事后记录波形控件将数据重现，进行频谱分析和控制系统的评估，为PID控制参数的优化设计提供参考。

　　（4）预留网络扩展接口：充分挖掘虚拟仪器的网络编程能力，针对磁轴承控制系统，为将来开展网络化系统监测与控制奠定基础。

　　4 结束语

　　随着虚拟仪器硬件和软件开发技术的不断发展，虚拟仪器技术不仅适用于仪器设计和仪器控制领域，在复杂控制系统的设计与实现方面也有非常广泛的应用。虚拟仪器技术的应用，降低了复杂控制系统的设计难度，提高了系统实现的效率。