LabVIEW的舵机自动加载测试系统软件设计范文.doc

毕业论文/毕业论文范文 LabVIEW的舵机自动加载测试系统软件设计范文 舵机是直升机动力学控制的执行机构，它在直升机实际飞行过程中需要承受通过液压助力器来的空气动力及其力矩作用。 详细内容请看下文labview的舵机自动加载测试系统软件设计。空气动力及其力矩随着直升机飞行高度、速度、姿态等飞行状态的不同而变化，最终呈现为舵机的动态交变负载。舵机性能直接影响直升机整体的飞行性能，而舵机的带载能力是舵机的主要技术参数。在试验室条件下对舵机施加载荷，模拟直升机在空中飞行时舵机输出轴所受到的负载情况，对舵机系统的实际工作性能进行考核验证，是舵机产品检验和进行飞控系统动态半物理仿真试验必备程序。传统的手动加载舵机测试方式测试精度不高，不仅耗时费力，而且人为很多因素会影响测试结果的可信度。*所述的直升机并联电动操纵舵机综合自动测试系统主要用于测试舵机在空载及不同负载下的性能，主要测试内容包括舵机空载和加载时的电压、电流，输出轴的转角、转速、行程和扭矩等参量。根据并联舵机测试系统技术要求和测试技术的最新进展，软件的运行环境选为windows 7.0图形视窗操作系统，选用美国ni(national instrument)公司的labview2017图形化编程语言(graphics language，g语言)进行设备软件开发。*在介绍测试系统硬件的基础上，给出了软件的框架设计，重点阐述了软件开发过程中遇到的典型问题：生产者一消费者设计模式处理数据采集、利用通知器控件实现循环通信、利用labview特有的字符串转换控件解决数据类型转换等，并给出了解决问题方法，以期对其它基于labview的软件开发提供借鉴。测试对象直升机并联舵机主要由电机、减速器、蜗杆机构、电磁离合器、微动行程开关等组成，输出轴为慢速的旋转运动。舵机自动加载测试系统的硬件结构如图l所示。选用阿尔泰公司pxi机箱、pxi控制器和两块多功能数据采集卡作为控制和测量平台，选用三相交流伺服电机、伺服驱动器、扭矩传感器、编码器构成加载系统，组成完整的舵机自动加载测试系统。pxi控制器通过连接数据采集卡控制舵机转动、控制伺服电机扭矩输出和位移输出等，同时它还采集各种设备反馈的信号，包括舵机电机及舵机离合器的电流和电压信号、扭矩传感器信号、编码器脉冲信号等。labview是ni公司最核心的软件产品，是工业控制、测试软件开发的专业平台，它具有界面简洁友好，能较好地模拟测控仪器及环境等特点。它采用了工程人员熟悉的术语、图形等图形化符号来代替常规基于文字的语言程序。它将功能强大的c语言与测控技术有机结合，具有灵活的交互式编程方法和丰富的库函数，为开发人员建立检测系统、自动测试环境、数据采集系统、过程监控系统等提供了理想的软件开发环境。labview实时编译特性，让编程和调试效率得到很大的提升。根据软件开发规律，从功能设计，结构设计和通信设计依次说明。测试系统软件所提供的功能包括：1)图形用户(gui)界面的人机对话接口和界面友好，包括可显示设定指令的曲线和回采信号的实时曲线及数字实时刷新显示监测信号等;2)有典型试验入口;3)试验进程的监测及报警;4)控制参数的设置;5)系统输出输入通道的自检;6)试验数据的保存、处理、曲线回放、报表打印等。将测试测量程序划分3个层次，即主vi、功能层和最底层的驱动层。labview已经提供了常用的底层驱动功能，如数据采集设备的驱动、文件读写驱动、visa驱动等，因此，舵机自动加载测试系统程序设计主要在主vi和功能层。主vi是最高一层，它主要通过界面为程序提供必要的信息，并且接收需要的信息以及调用下层vi。依据labview开发程序的流程即提出需求、设计、编码、测试、发布和维护，结合舵机自动加载测试系统的特点，采用从用户界面设计着手开发。为保证舵机自动加载测试系统良好的人机交互，主界面将采集区域与控制区域分类排布，并且卡片式管理各个实时显示项，统一使用labview银色系列控件，从而让试验监视方便，测试过程操作简单。将测试主界面划分为舵机控制、加载电机控制、试验控制、试验监控和试验记录5个区域，每个区域下又有若干测试子项。图2所示为舵机自动加载测试系统的交互界面设计简图。依据主vi设计功能层，功能层采用自顶向下的设计方式，逐步实现使用子去实现各个功能模块，软件结构图如图3所示，软件程序流程图见图4。1)使用标准pxi仪器总线通信协议，支持32或64位数据传输，最高数据传输速率可达132mb/或528mb/s;2)rs232串口通信协议。