基于虚拟仪器电机变频实验系统.doc

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1、毕业设计论文题目基于虚拟仪器的电机变频实验系统（院）系电气与信息工程系前言虚拟仪器VirtualInstrument（又称VI）开发是当前自动化仪表领域研究的特点。虚拟仪器主要被用于构建计算机测试分析系统和自动控制系统。它软件取代传统的电子仪器，充分发挥了新一代计算机大容量、高速度的潜能，是CAT、CAE中一个重要的信号采集及分析手段。虚拟仪器是以特定的软件支持取代相应功能的电子线路，充分利用计算机的软硬件资源，用计算机完成传统仪器的部分乃至全部功能，以具备控制、处理分析能力的软件为核心的软仪器。它是传

2、统仪器功能与外形模块化和软件化。在虚拟仪器中，传统电子仪器的绝大部分功能，甚至全部功能都由软件来实现。同时，由于虚拟仪器是以软件为核心的仪器，它不能脱离计算机硬件平台而独立实现其功能。就VI所支持的操作系统而言，包括DOS，WIN9X系列，Macintosh和UNIX。据此，虚拟仪器可以分为基于PC机和工作站两类。其中决大部分VI运行在个人计算机上，操作系统为Windows。借助于软件实现了传统仪器相应功能的虚拟仪器，是计算机化的仪器。也可以认为，VI是硬仪器的虚拟化，软件化和图形化的计算机表达。开发虚

3、拟仪器的目的是为了更快捷方便地进行测试、分析与控制。虚拟仪器是计算机辅助测试分析系统的主体组成部分。一个典型的虚拟仪器CAT系统，一般由以下几个部分组成；计算机，VI软件，数据采集卡，硬件接口，电荷放大器，抗混滤波器，传感器和连线电缆。其中，计算机为虚拟仪器软件运行提供特定环境，在虚拟仪器软件支持下成为过程通信，数据采集与分析的处理中心；信号由传感器拾取，经电荷放大器放大，低通滤波后，由采集卡在软件控制下被采样，再经A/D转换后进入计算机加以保存或处理。从信号在系统中的流向可以看出，在虚拟仪器系统中软件

4、占主导地位。软件支持使计算机具有了信号采集控制、处理与结果输出的能力。系统的核心功能是由其实现的，而硬件则为虚拟仪器的正常运行提供必要的物质基础。目录前言摘要ⅠAbstractⅠ第1章实验系统的整体说明11.1实验系统的整体框架图11.2实验系统的主要部分说明31.2.1传感器及其调理电路31.2.2数据采集卡及虚拟仪器平台31.2.3变频器性能介绍41.2.4各主要硬件的选择及设置4第2章异步电动机变频调速的基本原理92.1异步电动机调速基本原理92.1.1V/F控制102.1.2转差频率控制102.

5、1.3矢量控制112.2变频调速异步电动机的运行特性112.2.1恒电压频率比时的稳态特性112.2.2恒电流的运行性能152.2.3电动机的恒功率和恒转矩运行15第3章TD3000变频器的介绍163.1认识变频器163.2变频器的操作及简单运行173.3TD3000变频器使用操作流程简介19第4章虚拟仪器的介绍214.1LabVIEW简介214.2虚拟仪器的基本概念、特点及其构成224.3虚拟仪器的整体设计244.4虚拟仪器测量系统的设计254.4.1虚拟仪器的硬件构成254.4.2虚拟仪器的软件体系

6、构成264.5虚拟仪器软件设计264.5.1数据采集274.5.2虚拟示波器结构与组成274.6软件设计与实现284.6.1数据采集模块284.6.1.1采集原理与模块简介284.6.1.2数据采集系统的构成314.6.1.3通道的采样方式324.6.2波形显示模块374.6.3频谱分析模块374.6.3.1各VI的介绍374.6.3.2信号的产生384.6.3.3数字信号处理39第5章实验指导书415.1交流变频调速装置参数设定与运行试验415.2电动机空载时系统正/反转试验445.3变频调速实验系统

7、465.4电机变频驱动机械特性试验475.5电机开环矢量控制变频调速试验495.6电机闭环矢量控制变频调速试验505.7额定频率，额定负载下的电机频谱分析51致53参考文件54附录55摘要：本文论述了基于虚拟仪器概念的信号采集系统的实现方案。使用自主开发的数据采集卡，最终实现了基于PC平台的，具有频率计和频谱分析仪功能的数字存储示波器系统。由于使用了LabVIEW进行系统的软件开发，使得本系统具有很好的通用性和灵活性。本文主要讨论在信号采集过程中的数据传输、显示和处理的方法以及实现过程中的关键技术。介绍

8、了基于虚拟仪器对变频调速电机的系统、给出了硬件设计方法、软件模块构成。提出了几种提高测试准确度的方法及其实现措施、它与传统测试方法比较，具有硬件简单、软件应用灵活、测试准确度高等特点。关键词：虚拟仪器；数据采集；变频调速电机；交流采样。Laboratorysystemforvariable-frequencyandvariable-speedmotorbasedonvirtualinstrumentABSTRACT：Thisdisserta