LabVIEW的舵機(jī)自動加載測試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)范文.doc

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畢業(yè)論文/畢業(yè)論文范文 LabVIEW的舵機(jī)自動加載測試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)范文 　　舵機(jī)是直升機(jī)動力學(xué)控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它在直升機(jī)實(shí)際飛行過程中需要承受通過液壓助力器來的空氣動力及其力矩作用。 詳細(xì)內(nèi)容請看下文labview的舵機(jī)自動加載測試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。 　　空氣動力及其力矩隨著直升機(jī)飛行高度、速度、姿態(tài)等飛行狀態(tài)的不同而變化，最終呈現(xiàn)為舵機(jī)的動態(tài)交變負(fù)載。舵機(jī)性能直接影響直升機(jī)整體的飛行性能，而舵機(jī)的帶載能力是舵機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。在試驗(yàn)室條件下對舵機(jī)施加載荷，模擬直升機(jī)在空中飛行時(shí)舵機(jī)輸出軸所受到的負(fù)載情況，對舵機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際工作性能進(jìn)行考核驗(yàn)證，是舵機(jī)產(chǎn)品檢驗(yàn)和進(jìn)行飛控系統(tǒng)動態(tài)半物理仿真試驗(yàn)必備程序。 　　傳統(tǒng)的手動加載舵機(jī)測試方式測試精度不高，不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且人為很多因素會影響測試結(jié)果的可信度。*所述的直升機(jī)并聯(lián)電動操縱舵機(jī)綜合自動測試系統(tǒng)主要用于測試舵機(jī)在空載及不同負(fù)載下的性能，主要測試內(nèi)容包括舵機(jī)空載和加載時(shí)的電壓、電流，輸出軸的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、行程和扭矩等參量。 　　根據(jù)并聯(lián)舵機(jī)測試系統(tǒng)技術(shù)要求和測試技術(shù)的最新進(jìn)展，軟件的運(yùn)行環(huán)境選為windows 7.0圖形視窗操作系統(tǒng)，選用美國ni(national instrument)公司的labview2017圖形化編程語言(graphics language，g語言)進(jìn)行設(shè)備軟件開發(fā)。*在介紹測試系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)上，給出了軟件的框架設(shè)計(jì)，重點(diǎn)闡述了軟件開發(fā)過程中遇到的典型問題：生產(chǎn)者一消費(fèi)者設(shè)計(jì)模式處理數(shù)據(jù)采集、利用通知器控件實(shí)現(xiàn)循環(huán)通信、利用labview特有的字符串轉(zhuǎn)換控件解決數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換等，并給出了解決問題方法，以期對其它基于labview的軟件開發(fā)提供借鑒。 　　測試對象直升機(jī)并聯(lián)舵機(jī)主要由電機(jī)、減速器、蝸桿機(jī)構(gòu)、電磁離合器、微動行程開關(guān)等組成，輸出軸為慢速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 　　舵機(jī)自動加載測試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖l所示。選用阿爾泰公司pxi機(jī)箱、pxi控制器和兩塊多功能數(shù)據(jù)采集卡作為控制和測量平臺，選用三相交流伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器、扭矩傳感器、編碼器構(gòu)成加載系統(tǒng)，組成完整的舵機(jī)自動加載測試系統(tǒng)。pxi控制器通過連接數(shù)據(jù)采集卡控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動、控制伺服電機(jī)扭矩輸出和位移輸出等，同時(shí)它還采集各種設(shè)備反饋的信號，包括舵機(jī)電機(jī)及舵機(jī)離合器的電流和電壓信號、扭矩傳感器信號、編碼器脈沖信號等。 　　labview是ni公司最核心的軟件產(chǎn)品，是工業(yè)控制、測試軟件開發(fā)的專業(yè)平臺，它具有界面簡潔友好，能較好地模擬測控儀器及環(huán)境等特點(diǎn)。它采用了工程人員熟悉的術(shù)語、圖形等圖形化符號來代替常規(guī)基于文字的語言程序。它將功能強(qiáng)大的c語言與測控技術(shù)有機(jī)結(jié)合，具有靈活的交互式編程方法和豐富的庫函數(shù)，為開發(fā)人員建立檢測系統(tǒng)、自動測試環(huán)境、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、過程監(jiān)控系統(tǒng)等提供了理想的軟件開發(fā)環(huán)境。labview實(shí)時(shí)編譯特性，讓編程和調(diào)試效率得到很大的提升。根據(jù)軟件開發(fā)規(guī)律，從功能設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和通信設(shè)計(jì)依次說明。 　　測試系統(tǒng)軟件所提供的功能包括： 　　1)圖形用戶(gui)界面的人機(jī)對話接口和界面友好，包括可顯示設(shè)定指令的曲線和回采信號的實(shí)時(shí)曲線及數(shù)字實(shí)時(shí)刷新顯示監(jiān)測信號等; 　　2)有典型試驗(yàn)入口; 　　3)試驗(yàn)進(jìn)程的監(jiān)測及報(bào)警; 　　4)控制參數(shù)的設(shè)置; 　　5)系統(tǒng)輸出輸入通道的自檢; 　　6)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存、處理、曲線回放、報(bào)表打印等。 　　將測試測量程序劃分3個(gè)層次，即主vi、功能層和最底層的驅(qū)動層。labview已經(jīng)提供了常用的底層驅(qū)動功能，如數(shù)據(jù)采集設(shè)備的驅(qū)動、文件讀寫驅(qū)動、visa驅(qū)動等，因此，舵機(jī)自動加載測試系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要在主vi和功能層。 　　主vi是最高一層，它主要通過界面為程序提供必要的信息，并且接收需要的信息以及調(diào)用下層vi。依據(jù)labview開發(fā)程序的流程即提出需求、設(shè)計(jì)、編碼、測試、發(fā)布和維護(hù)，結(jié)合舵機(jī)自動加載測試系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用從用戶界面設(shè)計(jì)著手開發(fā)。為保證舵機(jī)自動加載測試系統(tǒng)良好的人機(jī)交互，主界面將采集區(qū)域與控制區(qū)域分類排布，并且卡片式管理各個(gè)實(shí)時(shí)顯示項(xiàng)，統(tǒng)一使用labview銀色系列控件，從而讓試驗(yàn)監(jiān)視方便，測試過程操作簡單。將測試主界面劃分為舵機(jī)控制、加載電機(jī)控制、試驗(yàn)控制、試驗(yàn)監(jiān)控和試驗(yàn)記錄5個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域下又有若干測試子項(xiàng)。圖2所示為舵機(jī)自動加載測試系統(tǒng)的交互界面設(shè)計(jì)簡圖。 　　依據(jù)主vi設(shè)計(jì)功能層，功能層采用自頂向下的設(shè)計(jì)方式，逐步實(shí)現(xiàn)使用子ⅵ去實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊，軟件結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，軟件程序流程圖見圖4。 　　1)使用標(biāo)準(zhǔn)pxi儀器總線通信協(xié)議，支持32或64位數(shù)據(jù)傳輸，最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)132mb/或528mb/s; 　　2)rs232串口通信協(xié)議。