實驗名稱：自感知執行系統變形控制實驗

測試目的：對自感知壓電懸臂梁系統進行了理論分析、遲滯補償、自感知執行系統建模及控制器設計，解決了懸臂梁系統固有的非線性遲滯問題，建立了自感知壓電懸臂梁系統，設計了基于C-PSO算法的PID變形控制器，并在MATLAB軟件中進行了一系列的對比實驗和仿真分析。本章介紹實驗系統及搭建的硬件平臺，進一步驗證自感知懸臂梁系統的控制效果。

測試設備：電壓放大器、NI數據采集卡、激光位移傳感器、懸臂梁系統驅動器與傳感器等。

圖1：實驗系統總體框圖

實驗過程：

設計自感知壓電懸臂梁控制系統，搭建系統硬件平臺，然后通過MATLAB軟件與LabVIEW軟件相互配合搭建軟件平臺，其中MATLAB有強大的數據計算能力并且集成了各領域數據處理工具包、提供多種控制算法函數，并且在處理數據和系統仿真中起著至關重要作用；LabVIEW采用程序框圖形式的G語言，在圖形界面開發、信號測量、循環處理、軟件和硬件通訊方面更具優勢。在本實驗中，LabVIEW作為數據采集平臺和人機交互平臺，可以采集實驗數據以提供給MATLAB進行系統辨識、數據分析處理及系統控制器參數尋優，設計適用于本系統的控制器。因此，運用MATLAB與LabVIEW聯合編程技術，實現兩者的優勢互補。

實驗結果：

進行了實驗系統設計及實驗結果驗證兩部分，實驗設計包括對硬件系統和軟件系統的設計。選取實驗硬件設備，搭建硬件平臺；在軟件方面，用LabVIEW軟件實現采集模塊、遲滯補償模塊、自感知變形控制器模塊的面板和程序框圖設計；采用MATLAB軟件進行PID控制器參數尋優，并設計基于C-PSO算法優化的PID參數部分。LabVIEW與MATLAB的協同配合，設計出響應速度快、調節時間短、無超調的自感知變形控制系統。

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審核編輯 黃宇