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1、测控技术机电工程技术2!"00"8#年第$37%卷第"08#期基于LabVIEW的高速电机测速系统设计-李学聪,李栩然,谢阳阳,万频(广东工业大学自动化学院,广东广州510090)摘要:在很多与电机控制相关的工业过程中,都需要有一个在较大速度范围内具有分辨率高、响应快捷准确的测速系统。本文介绍了基于LabVIEW的高速电机测速系统的设计及搭建方案,包括外部信号引进、数据采集、内部程序框图和人机界面设计,提出了在LabVIEW下高速连续采集及数据分析处理、存盘等的实现方法。同时,文章还对虚拟仪器的概念和LabVIEW的编程环境做出简单介绍,并列
2、出了部分实验数据以供分析。关键词:高速电机;转速检测;虚拟仪器中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1009-9492(2008)08-0018-031引言用于设置用户输入和显示程序输出。它通过各种图标如按随着军工和民用对高速电机的需求,高速电机已成为钮、旋钮、开关、图表等出现在前面板上,目的是仿真真国内外研究的热点之一[1]。由于高速电机的高功率密度和实仪器的前面板。高速、高频运行的特点,涉及到材料、机械、电磁、电力框图程序则是利用图形语言对前面板上的控制量和指电子、自动化、检测技术与计算机控制等多学科的前沿技示量进行控制。它由节点
3、(Node)和数据连线(Wire)组术,因此需要深入研究的问题很多。而在工业过程实时控成,利用图形语言对前面板上的控制对象即输入量和输出制中,转速的监测与控制一般占有很大的比重,它对系统量进行控制。的稳态误差及动态响应性能都有着至关重要的影响[2]。因图标/接线端口用于把LabVIEW程序定义成一个子程此,对于此类应用来讲,一个在较大速度范围内具有高分序。辨率的快捷而准确的测速系统是必不可少的。2.2基于LabVIEW的数据采集虚拟仪器作为全新概念的新一代的测量仪器,自1987该测速系统所用到的关于LabVIEW的硬件,主要就年诞生以来就一直
4、以前所未有的速度迅猛发展。本文的研是PCI的数据采集卡,用于数据采集。因此这里只对数据究内容,就是利用虚拟仪器和LabVIEW的软、硬件开发采集相关的硬件做出一定的说明。环境,搭建一个基于虚拟仪器的数据采集系统,实时检测数据采集(DataAcquisition)是所有测试测量的首要电机转速并显示,同时完成一定的数据处理。工作。试验测试产生的物理信号通过传感器转换为电压或2虚拟仪器的应用者电流一类的电信号,然后通过数据采集卡将电信号采集传入PC机,借助软件控制数据采集卡进行数据分析、处LabVIEW是LabVirtualInstrumentEn
5、gineeringWork-理。LabVIEW因其简便的程序编写、支持多种数据采集bench(实验室虚拟仪器集成环境)的简称,是由美国NI卡、强大的数据处理和友好的人机界面而成为控制、开发公司创立的一个功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用数据采集卡的最佳软件。用户可以在很短的时间内构建、开发工具。功能包括函数数值运算、数据采集、数据分设计和更改自己的虚拟仪器系统。析、信号生成、信号处理、输入,输出控制,以及图像获取、处理和传输等等[3]。3基于LabVIEW的高速电机测速系统的设2.1LabVIEW的软件平台计一个LabVIEW程序包括三个主
6、要部分:前面板、框3.1外部电路设计及信号模拟输入图程序、图标/接线端口。该转速测试系统的信号转换电路来自于实验室的检测前面板是LabVIEW程序的交互式图形化用户界面,试验台,该试验台可输出电压、频率等多种信号,以供采-广东省科技计划项目(编号:2005B10101074);广东省自然科学基金项目(编号:5001818)收稿日期:2008-02-28182012-05-19########################2012-05-19########################2012-05-19机电工程技术2!0""08#年第$
7、37%卷第0"#8期测控技术集卡进行采集。然后通过虚拟仪器开发平台LabVIEW一个巴特沃斯高通滤波器,截止频率为100Hz,使用低通8.20来编程实现数据的输入、显示、保存。本系统采用的滤波器对原始信号进行滤波就能去掉高频噪声,再将得到数据采集卡是NIPCI-6221。的结果作为原始信号输出显示,就是带干扰的信号。该系统测速采用光断续器,这是一种由光谱特性相同2)从上一环节得到的信号为带高频噪声的信号,紧的发光二极管与光敏三极管组成对管,安装成对称形式而接着就是对其进行滤波处理,以得到良好输出特性的信形成的光电开关。其原理是:当发光二极管照
8、射旋转电机号。程序中使用数字FIR滤波器(DigitalFIRFilter)来完叶片时,光反射于光敏三极管,形成光电流,将光电流放成此项工作。在具体设置时,将其默认
