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《基于组态技术的虚拟阶比分析仪开发及应用_尹爱军》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第33卷第1期振动、测试与诊断Vol.33No.12013年2月Feb.2013JournalofVibration,Measurement&Diagnosis基于组态技术的虚拟阶比分析仪开发及应用1,21,21,21,2尹爱军,陈本乾,黄胜坡,朱长林(1.重庆大学机械传动国家重点实验室重庆,400044)(2.重庆大学机械学院重庆,400044)摘要针对传统虚拟仪器结构封闭、缺乏开放性和扩展性等问题,研究了基于组态软件技术的虚拟仪器开发模式,构建了该模式下的系统结构、双驱动运行机制及仪器系统的功能模型等内容;介绍旋转机械阶比分析的基本理论;建立基于瞬时频率估计的阶比分析基本功能包;开发了基
2、于组态技术的可在线功能重构的虚拟式旋转机械阶比分析仪。对所开发的阶比分析仪进行了试验及现场验证,并与LabVIEW系统中的阶比分析工具进行了对比分析。结果表明,该仪器在提高扩展性和开放性的同时,使用简便,分析结果准确,实际应用性能优良。关键词组态软件;虚拟仪器;旋转机械;阶比分析中图分类号TH7;TP3引言组态软件是近年来在工业自动化领域兴起的一种软件开发技术,它具有二次开发简便、开发周期短、通用性强和可靠性高等优点。虚拟仪器(virtualinstrument,简称VI)是20世纪70年代提出来的一种仪器概念,倡导“软件即为仪器”的思想。研究人员对组态技术在虚拟仪器开发中的应用作了一些有益[
3、1-3]的尝试。阶比分析是旋转机械升、降速阶段非平稳信号分析的重要分析方法,通过阶比分析可以提取与转速有关的故障特征。笔者研究了基于组态技术的虚拟式阶比分析仪的开发。该仪器可实现在线功能重构、有效完成旋转机械的阶比分析。图1基于组态的虚拟仪器软件结构1基于组态技术的虚拟仪器开发出端与拼搭场第2输入端连接,为控件拼搭提供控1.1系统结构件实例,拼搭场是拼搭虚拟控件并将虚拟控件组建[4-5]成仪器成品的“厂房”。基于组态技术的虚拟仪器系统软件结构如图1所示。系统由控件库、功能库、数据池、界面层(拼搭1.2系统运行机制场)、传感器和数据采集器组成。传感器和数据采集系统同时采用了事件驱动运行方式和数据
4、驱动器是系统的硬件部分,负责采集数据,并将数据存储运行方式,如图2所示。至数据池;数据池与拼搭场双向数据传输,存储实时数据、仪器组态文件;功能库输出端与拼搭场第1输事件驱动方式中,系统会等待并响应用户或其他触发事件的对象发出消息,并对消息作出响应。采入端连接,为控件拼搭提供仪器功能资源;控件库输国家自然科学基金资助项目(51105396,50905192)收稿日期:2011-07-11;修改稿收到日期:2011-09-2630振动、测试与诊断第33卷图3功能模型一调用接口。图2组态虚拟仪器的驱动运行机制ReturnTypeFunc(FuncIndexfuncID,intinputParamN
5、um,用这种方式的程序以事件作为中心聚散,模块化结ParaminputParam[],构非常明显,可维护性高。事件驱动程序结构组织方intoutputParamNum,式在人机交互比较频繁的应用软件、管理软件中得ParamoutputParam[])到了广泛应用,但是这个驱动方式在设计时间顺序其中:funcID为功能索引号;inputParamNum为输[5-6]类程序时,面临着高复杂性和低可读性的困难。入参数个数;inputParam为输入参数信息;数据驱动方式是将整个程序看作是一个数据流outputParamNum为输出参数个数;outputParam通的通道,以数据输入为起点,按照数据处
6、理的自然为输出参数信息。先后顺序编写程序流程。其基本思想是程序流与数Param为通用参数结构定义,定义为据流对应,不同数据处理中的程序流相互独立。数据typedefstruct-PARAM-流驱动方式使程序流程简单明了,广泛用于用户图{形化编程语言中。但是该驱动方式过分依赖程序流CStringszParamDeclare;//参数描述程,很多代码用于对流程的控制,一定程度上增加了CStringszParamName;//参数名称程序的复杂性,降低了程序运行效率。intnParamType;//参数类型图2所示的双驱动运行机制中,仪器运行时用PVOIDpDefaultValue;//默认值户界面
7、交互采用事件消息方式快速响应用户控制,}Param功能执行时采用数据流驱动,使得仪器架构清楚,数据处理流程清晰,兼顾了两种驱动方式的优点。2阶比分析仪的功能开发1.3仪器功能模型2.1阶比分析的基本理论功能库向界面提供各种测试分析功能,功能库是否强大直接关系到虚拟仪器系统的种类、测试能阶比分析也称阶次分析,是旋转机械升降速阶力和应用范围等。基于组态思想的虚拟仪器设计可段非平稳信号分析的重要分析方法
