低频频率特性测试仪虚拟仪器设计new

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1、低频频率特性测试仪虚拟仪器设计·31·低频频率特性测试仪虚拟仪器设计薛媛元,蒋东方,蒋晶(西北工业大学自动化学院,陕西西安710129)摘要:为了满足控制系统设计需要,利用相关分析方法和PXI系统设计了一台针对控制元件和系统的频率特性测试虚拟仪器。设计的虚拟仪器既适用于对开环系统又适用于对闭环系统的频率特性进行测试。采用的分析方法可以有效滤除测量过程中引进的噪声和低频漂移,并消除测量系统的非线性对测试结果的影响。频率特性测试结果直接以波特图形式给出。关键词:频率特性测试仪;虚拟仪器;相关分析法;闭环系统中图分类号:TP216文献标识码:A文章编号:1

2、000-8829(2009)03-0031-04AVirtualInstrumentDesignforLow2FrequencyFrequencyResponseAnalyzerXUEYuan2yuan,JIANGDong2fang,JIANGJing(SchoolofAutomation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710129,China)Abstract:Tofulfilltherequirementofcontrolsystemdesign,avirtualinstrumentoffreq

3、uencyresponseanaly2zerbasedoncorrelationanalysisandPXIsystemisdesigned.Usingthisvirtualinstrument,thefrequencychar2acteristicsofbothopen2loopsystemandclosed2loopsystemcanbemeasured.Themethodadoptedcaneffec2tivelyfilteroutthenoiseandlowfrequencydriftproducedinmeasuringprocess,an

4、deliminatethenon2lineardistortionofmeasurementsystem.ThemeasureresultoffrequencycharacteristicisdirectlydisplayedwithBodediagram.Keywords:frequencycharacteristicanalyzer;virtualinstrument;correlationanalysis;closed2loopsystem被控对象的频率特性或数学模型是控制系统设计系统中,以数字信号处理为核心的数学计算处理技术与研究的基本要素。

5、建立被控对象的数学模型既可以越来越多地代替了传统的以模拟电路为核心的处理技采用理论方法,又可以采用实测方法。由于实际系统术。基于虚拟仪器技术构建频率特性测试仪,不仅可的复杂性,理论建模常常与对象的实际模型存在一定以克服传统仪器的上述缺点,而且具有开发周期短、扩的差异,有时甚至是显著的差异。因此,用实验方法建展性强、运行和维护方便、结果显示直观多样等优[4]立被控对象的数学模型是一种比较可靠的方法。此点。以下介绍一种利用PXI通用硬、软件平台完成外,实验方法也可以用来验证理论方法所建模型的准的频率特性测试仪虚拟仪器设计。确性。1测量原理完成被控系统的频

6、率特性测试及建模的传统仪器[1][4]是频率特性测试仪,这类仪器属专用的台式仪器,实验法测量系统频率特性的常用方法有多种,成本较高,且设计定型后功能不能根据应用需要变其中,使用正弦信号的多步法因其稳定、可靠、物理概[3]化。随着计算机软、硬件技术的日益发展,在测试念清楚等优点而被广泛使用。其原理是:对被测系统施加频率为ωi的正弦激励信号x(t)=Asin(ωit+

7、区中宁县人,硕士研究生,主要研究领域为集成测试与控制系统、智能仪器、导航φi)。则在频率ωi处,被测系统的幅频响应为与控制;蒋东方(1968—),男,湖北省汉川市人,副教授,硕士研){=B)=φ{G(ωi,相频响应为∠G(ω1i-

8、引起的噪UBi1={G(ωj){[sin((1+i)ωT+<)-sin<]-声、低频漂移以及非线性变形使得输