Bài giảng Sử dụng máy tính trong phân tích hệ thống điều khiển - ThS. Hoàng Duy Khang

Trong bối cảnh công nghiệp 4.0 và sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ, vai trò của máy tính trong phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển trở nên ngày càng quan trọng. Việc ứng dụng các công cụ phần mềm hiện đại không chỉ nâng cao hiệu quả mà còn mở rộng khả năng tiếp cận các vấn đề kỹ thuật phức tạp. Tài liệu này giới thiệu tổng quan về việc sử dụng máy tính, đặc biệt là thông qua môi trường phát triển LabVIEW, như một nền tảng mạnh mẽ để thực hiện các thí nghiệm cơ bản và nâng cao trong lĩnh vực điều khiển và tự động hóa. Nó nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tích hợp phần mềm với phần cứng để đạt được giải pháp đo lường và điều khiển toàn diện.

Sinh viên, kỹ sư và nghiên cứu viên trong các lĩnh vực kỹ thuật điều khiển, tự động hóa, điện tử, cơ điện tử, và những người quan tâm đến lập trình đồ họa và thu thập dữ liệu.

Tài liệu cung cấp một cái nhìn toàn diện về việc sử dụng máy tính trong phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển, với trọng tâm là nền tảng LabVIEW. Phần đầu trình bày các thí nghiệm cơ bản với LabVIEW, bao gồm giới thiệu về phần mềm, Virtual Instruments (VIs), môi trường làm việc như Front Panel và Block Diagram, cùng với các nguyên tắc lập trình theo module và sử dụng các cấu trúc lặp. Mục này cũng đề cập đến các công cụ tích hợp như Plotting, SubVIs, Arrays và Clusters, tạo nền tảng vững chắc cho người học trong việc sử dụng LabVIEW.

Phần hai tập trung vào các thí nghiệm đo lường thực tế sử dụng máy tính, điển hình là việc kết nối Arduino Uno với PC để đọc/ghi tín hiệu Digital và Analog. Đặc biệt, tài liệu minh họa cách đo lường các đại lượng không điện như khoảng cách, nhiệt độ, độ ẩm, khối lượng và ánh sáng thông qua việc tích hợp các loại cảm biến khác nhau. Cách tiếp cận này giúp người đọc hiểu rõ cách LabVIEW tương tác với phần cứng và thu thập dữ liệu từ thế giới thực.

LabVIEW được giới thiệu như một môi trường phát triển hệ thống với ngôn ngữ lập trình đồ họa, tương thích với nhiều hệ điều hành và có khả năng kết nối với đa dạng thiết bị, cảm biến và cơ cấu chấp hành. Các tính năng nổi bật bao gồm mô phỏng hệ thống vật lý, lưu trữ và phân tích dữ liệu thời gian thực, cũng như cung cấp các giải pháp kỹ thuật mạnh mẽ cho việc phát triển thuật toán và giao diện tùy chỉnh. Với hơn 400 hàm phân tích đo lường và các VI Express chuyên dụng, LabVIEW là công cụ lý tưởng cho thu thập dữ liệu và xử lý tín hiệu. Phạm vi ứng dụng của nó rộng khắp trong các ngành như tự động hóa, điều khiển, điện tử, cơ điện tử, và được hỗ trợ bởi nhiều giao thức truyền thông và phần mềm nhúng, giúp các kỹ sư và nhà khoa học giải quyết các thách thức kỹ thuật.