毕业论文-基于LabVIEW的倒立摆控制系统设计

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图10 LQR建模设计的程序框图

3.2.2 LQR的VI设计

在程序框图的基础上，根据线性最优控制理论在控件中有个绘制直线、矩形的控件，如下图：

图11 绘制图形程序框图

在程序框图中把控件用连线数据类型的直线连接起来就可以形成完整的程序：

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图12部分程序框图结构

根据系统的控制性质，我们在程序运行之前输入它的开始变量，包括小车质量，摆杆质量，小车摩擦系数等等控制初始位置的常量。所以在前面板上可以得到下图所示的前面板：

图13系统LQR设计的前面板

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3.3 基于LabVIEW的仿真

基于LabVIEW的仿真是在以上系统分析，建模，计算之后采用LabVIEW软件来实现这一切的过程。由上文提到的前面板和程序框图的使用，我们再来加深一下具体分析，首先看到整个实现过程小车正常控制运行时的前面板。

3.3.1 VI的设计

倒立摆系统控制仿真的前面板如下图所示：

在前面板中我们可以看到其不同作用各个控件，每一个控件都发挥其本身的作用，每一个控件负责一个数据的运行，叠加在一起就构成了整个系统的运行流程。

图14系统正常运行前面板

（一）输入初始值

由前面板我们可以看到仿真过程的初始值，它包括小车的初始位置，小车的初始速度，初始角度，初始角速度。

图15 前面板初始值

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这些初始值在前面板输入控件中可以找到：

图16 初始值控件

（二）、输出显示值

从前面板中可以到有显示值有小车位置，小车速度，摆杆角度，摆杆角速度。

图17前面板输出值

数值显示控件在前面板上基本控件：

图18 数值显示控件

（三）、波形图

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