LabVIEW的舵機自動加載測試系統(tǒng)軟件設(shè)計范文.doc

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畢業(yè)論文/畢業(yè)論文范文 LabVIEW的舵機自動加載測試系統(tǒng)軟件設(shè)計范文 　　舵機是直升機動力學(xué)控制的執(zhí)行機構(gòu)，它在直升機實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的舵機自動加載測試系統(tǒng)軟件設(shè)計。 　　空氣動力及其力矩隨著直升機飛行高度、速度、姿態(tài)等飛行狀態(tài)的不同而變化，最終呈現(xiàn)為舵機的動態(tài)交變負(fù)載。舵機性能直接影響直升機整體的飛行性能，而舵機的帶載能力是舵機的主要技術(shù)參數(shù)。在試驗室條件下對舵機施加載荷，模擬直升機在空中飛行時舵機輸出軸所受到的負(fù)載情況，對舵機系統(tǒng)的實際工作性能進行考核驗證，是舵機產(chǎn)品檢驗和進行飛控系統(tǒng)動態(tài)半物理仿真試驗必備程序。 　　傳統(tǒng)的手動加載舵機測試方式測試精度不高，不僅耗時費力，而且人為很多因素會影響測試結(jié)果的可信度。*所述的直升機并聯(lián)電動操縱舵機綜合自動測試系統(tǒng)主要用于測試舵機在空載及不同負(fù)載下的性能，主要測試內(nèi)容包括舵機空載和加載時的電壓、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)舵機測試系統(tǒng)技術(shù)要求和測試技術(shù)的最新進展，軟件的運行環(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，重點闡述了軟件開發(fā)過程中遇到的典型問題：生產(chǎn)者一消費者設(shè)計模式處理數(shù)據(jù)采集、利用通知器控件實現(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。 　　測試對象直升機并聯(lián)舵機主要由電機、減速器、蝸桿機構(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)運動。 　　舵機自動加載測試系統(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、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)采集卡控制舵機轉(zhuǎn)動、控制伺服電機扭矩輸出和位移輸出等，同時它還采集各種設(shè)備反饋的信號，包括舵機電機及舵機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。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。它將功能強大的c語言與測控技術(shù)有機結(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實時編譯特性，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，結(jié)構(gòu)設(shè)計和通信設(shè)計依次說明。 　　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時曲線及數(shù)字實時刷新顯示監(jiān)測信號等; 　　2)有典型試驗入口; 　　3)試驗進程的監(jiān)測及報警; 　　4)控制參數(shù)的設(shè)置; 　　5)系統(tǒng)輸出輸入通道的自檢; 　　6)試驗數(shù)據(jù)的保存、處理、曲線回放、報表打印等。 　　將測試測量程序劃分3個層次，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，舵機自動加載測試系統(tǒng)程序設(shè)計主要在主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、編碼、測試、發(fā)布和維護，結(jié)合舵機自動加載測試系統(tǒng)的特點，采用從用戶界面設(shè)計著手開發(fā)。為保證舵機自動加載測試系統(tǒng)良好的人機交互，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實時顯示項，統(tǒng)一使用labview銀色系列控件，從而讓試驗監(jiān)視方便，測試過程操作簡單。將測試主界面劃分為舵機控制、加載電機控制、試驗控制、試驗監(jiān)控和試驗記錄5個區(qū)域，每個區(qū)域下又有若干測試子項。圖2所示為舵機自動加載測試系統(tǒng)的交互界面設(shè)計簡圖。 　　依據(jù)主vi設(shè)計功能層，功能層采用自頂向下的設(shè)計方式，逐步實現(xiàn)使用子ⅵ去實現(xiàn)各個功能模塊，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。