虚拟仪器技术在伺服电机同步传动测试系统中的应用

摘要

虚拟仪器是在计算机基础上通过增加相关硬件和软件构建而成的、具有可视化界面的仪器,它借助开发软件平台编制虚拟仪器面板,完成对仪器的控制、数据分析和显示,改变了传统仪器的使用方法。自NI公司的LabVIEW问世以来,虚拟仪器技术越来越广泛地应用于各个领域。 无轴传动(Shaftless)技术又称为伺服传动技术,它以相互独立的伺服电机驱动系统代替了原有的机械长轴传动。因此负责各印刷单元的独立伺服电机间的同步传动控制是实现数字化印刷的核心关键技术。 本文应用虚拟仪器技术,研究、开发了一套伺服电机同步传动测试虚拟仪器系统,实现对多伺服电机同步传动系统电机性能参数、系统同步性能等的测试功能。在此基础上确定了测试系统的软件设计思想,并运用开发了伺服电机同步传动测试系统软件针对电机同步传动测试的主要项目,完成了测试系统试验的任务,实现了预期的设计目标,表明所开发的虚拟仪器软件系统是可行、有效的。本文主要研究内容如下： 首先,从整体上分析伺服电机同步传动测试系统实验台在硬件和软件两方面的功能需求；阐述参与设计的实验台机体自身结构设计方案及实现。并着重论述测试系统设计方案及其软,硬件构成。 其次,分析选用虚拟仪器实现伺服电机同步传动测试的需求和要点,确定虚拟仪器系统软件的设计思想,并详细分析测试系统中的各类数据及其相互关系,据此对虚拟仪器软件系统进行模块结构设计。研究系统各个模块的具体实现方式,探讨高速、同步数据采集、数据存储技术、数字信号降噪等实现中的重点难点问题并提供具体可行的解决办法。 最后,针对伺服电机同步传动测试系统功能、性能要求进行测试系统的测试实验。基于实验室现有条件搭建非现场实物仿真双伺服电机同步传动信号发生的测试实验台,通过试验给出了测试实例数据,验证了本测试系统的可靠性、可操作性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景和选题意义

1.2国内外现状及发展趋势

1.2.1测试技术的作用及其发展

1.2.2自动测试技术的发展现状

1.2.3虚拟仪器技术与LabVIEW

1.3主要研究工作

第2章测试系统的总体设计

2.1测试系统功能分析

2.2测试系统的总体设计

2.3硬件系统的设计

2.3.1实验机架

2.3.2配线柜设计

2.3.3位置信号采集卡

2.3.4扭矩信号采集卡

2.5本章小结

第3章高速同步数据采集系统设计

3.1位置信号高速同步采样技术

3.2转矩信号高速同步采集技术

3.2.1转矩信号高速同步采集的硬件保证

3.2.2 PCI-6221之计数滤波功能应用

3.3基于LabVIEW高速同步数据采集的实现

3.3.1基于LabVIEw扭矩信号高速同步数据采集的实现

3.3.2基于LabVIEW位置信号高速同步数据采集的实现

3.4本章小结

第4章基于LabVIEW的测试系统软件设计

4.1软件整体设计方案

4.2主程序模块软件设计

4.2.1Tab Control控件应用

4.2.2用户界面

4.3数据采集模块软件设计

4.3.1双轴采集的软件实现

4.3.2制动控制的软件实现

4.4表格回放和图形回放模块软件设计

4.5本章小结

第5章伺服电机同步传动测试系统的测试

5.1基于LabVIEW计数滤波器的降噪测试

5.1.1降噪实验测试内容

5.1.2降噪实验测试过程及效果验证

5.1.3降噪实验测试结论

5.2仿真波形信号的产生

5.2.1位置信号同步采集仿真波形信号的产生

5.2.2扭矩信号同步采集仿真波形信号的产生

5.3双轴采集模块测试

5.3.1实验室中测试实验硬件平台搭建

5.3.2位置采集测试过程和验证结果

5.3.3扭矩采样测试过程和验证结果

5.4本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢