基于LABVIEW的动平衡测试系统设计

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控制系统
中文核心期刊‘微计算机信息＇ｆ测控自动化）２００７年第２３卷第１０·１期
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调压模块的连接示意图
３软件系统设计
Ｌａｂｖｉｅｗ控制主程序如下：
３．１数字滤渡程序设计 所谓数字滤波就是通过一定的计算程序对采样信号进行平 滑加工．提高其有用信号。消除或削减各种干扰噪音和工频干 扰数字滤波不增加任何硬件设备．只需在程序进人数据处理和 控制算法之前，附加一段教字滤渡程序；此外，数字滤渡稳定性 高．不存在阻抗匹配问题。本文针对转速变化比较平缓和振动 比较频繁等特点．首先采用逆切比雪夫带通滤波器（ｉｎｖｅｒｓｅ Ｃｈｅｂｖｓｈｅｖ ｂａｎｄ－ｐａｓｓ ｆｆｌｌｃｒ）的振幅平方特性和通带内无波纹的 单调的幅频特性由于控制转速为６００—８０００ｓ／ｈ．所以可以采用三 阶逆切比雪夫带通滤波器，其上下限截至频率可设为５－１６０Ｈｚ． 下图为其幅相频率特性及传感器采集转速信号和滤波后 的信导
在模拟调节器中．１／４衰减比已被认为是最快上升时间与适
应过渡时间的合理折衷方法，因此应用的比较广泛。采用经验凑
试法然后按照经验公式．由基准参数导出ＰＩＤ的参教，用这些
参数作为整定初值．再进行生产整定调试。通过实际的闭环运
行，观察系统的单位阶跃响应曲线。然后根据各调节参数对系
统响应的大致影响．反复试凑参数．以达到满意的响应，从而确
ｗｈｏｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｄ ｓａｔｉｓｆａｃｔｅｒｙ，Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ Ｌａｂｖｉｅｗ，ｗｈｉｃｈ ｏｆｆｅｒｓ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａ ｌｏｔ
ｏｆ ｍｅｒｉｔｓ，ｓｕｃｈ ｍ ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｈｉｇｈ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｃｏｓｔ，ｓｈｏｒｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄ，ａｎｄ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｆｕｎｃｌｉｏｎＭ－ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ，ｅｌｅ．
Ｑｌ ＪＩＡＭＩＮ ＬＩ ＺＨＩＬＩ ＷＡＮＧ ＺＨＥＮＧＸＩＡＮＧ
摘要：随着计算机枝术的飞速发展，虚拟杖嚣在自动剃试厦自动化领域起着越来越重要时角色。本文的动平衡测试系统采用
ｈｂｖｉｅｗ软件厦其数据采集卡Ｎｌ ＤＡＱ一６２２１．实现对凸轮轴转速的精确控制和其振动信号的实时采集与动态性能的分析。 系统主要有Ｐｃ机．数椐采集卡ＮＩ ＤＡＱ一６２２１．单向交流调压模块．电涡流位移（转速１传感嚣和凸轮轴动特性试验平台组成。
试验效果如上图（１０００－１５００ｒ阶跃响应，其中Ｋｐ－－９６， ０／Ｔｉ＝５６．１Ｗ０＝３９）
４结论
采用ＬａｂＶｉｅｗ及其接口卡，电机控制模块和振动（速度）传感 器实现了凸轮轴测试平台的速度控制和振动测试及分析，具有 Ｏ．０５％的转速（印一１２０００ｓ）控制精度和０．１％的振动测试精度。再 以ＬａｂＶｉｅｗ平台的友好界面，本系统较好的实现了任意转速段 全自动的时实振动测试与分析。
５数码管显示驱动电路
ｆ３４４０００江西东华理工学院侏兆优王海涛赵永科
通讯地址：（３４４０００江西江西抚州东华理工学院电子与信息 学院）朱毙优
（收稿日期：２００７ ９ １３×修稿日期：２００７ １０ １５）
图３数码管显不驱动电路 数码管显示采用７４ＨＣ５９５进行静态串行显示．大功率数 码管驱动采用ＵＬＮ２００３．电路如图３所示。 ７４ＨＣ５９５是串／并转换移位寄存器．具有镄存和三态输｝ｆ｛ 功能．引脚ＳＥＲ为串行输入端：引脚ＲＣＬＫ为移位时钟端，上 升沿时将ＳＥＲ数据移＾寄存器；引脚ＳＣＬＫ为锁存时钟端．上 升沿时锁存数据；引脚Ｅ三态输出控制端，接低电平时数据输 出。我们知道在利用７４ＨＣｌ６４进行串行显示时．如一次显示多 个数码管．在每次更换显示数据时．不该显示的笔画也会出现 瞬间的点亮。而７４ＨＣ５９５除了比７４ＨＣｌ６４多了一个ＳＣＬＪ（的 上升沿锁存功能．其他完全兼容７４ＨＣｌ６４。如果采用７４ＨＣ５９５ 进行多位串行数据的显示时．就不会出现上述现象。 因为大功率数码管的电流一般在８（ＪｍＡ以上．驱动电压在 １５Ｖ以上．品然我们不能直接用７４ＨＣ５９５来进行驱动，为此我 们采用专用大功率驱动芯片ＵＬＮ２００３，ＵＬＮ２００３的内部是７ 组选林顿管．每组的驱动电压可以达到５０Ｖ．驱动电流可以达 到５００ｍＡ。
ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｓｅｌｌｓｏｒｓ，ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｗｅ ｔａｋｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ ａｒｍ］ｙ＇ｚｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｂｖｉｅｗ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ｂａｎｄ—ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ，ｔｈｅ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｐａｎ／ａｎｅｔｅｒ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｒｅａｌ—ｌｉｍｅ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｃａｍｓｈａｆｔ．Ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ
丌转第１９３页）
一３８—３６０元，年邮局订阍号：８２．９４６
万方数据
３１天；②９月小应有３０天，当前时间是９月１１口２２时，离月 底还有３０天（月底）一１１天（当前）：１９天：③从１１月１日到 １１月１０１３．剩下的天数为１０天一１天＝９天ｔ④由以上３步得
所２００４ 【２】巩志民．ＧＰＳ串口数据接收程序２１ＩＣ中国电子网，２００３ ［３１邮锐Ｖｃ＋＋实现ＧＰＳ全球定位系统定位数据的提取Ｇ１Ｓ空
中图分类号：ＴＰ２７４Ａ
文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｉｒｔｕａｌ ｌｎｓｔｎｍａｅｎｔ（ＶＩ）ｉｓ ｐｌａｙｉｎｇ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｈ ｉｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｔｅｓｔ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｄｙｎａｍｉｃ ｂａｌａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｔａｌｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ＰＣ，ＤＡＱ Ｃａｒｄ（ＰＣＩ一６２２１）ｂｏａｒｄ，ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ
定ＰＩＤ的参数。试凑法整定ＰＩＤ参数．不需被控对象的精确模
型和定量计算。
而后转速控制回路可以再采用限幅滤波，振动控制回路采 取算术平均滤波方式和惯性滤波方式并用。对于转速与振动信 号，其从传感器输出的信号受转速变动的冲击比较明显．总是以 轻高的频率上下波动，采用惯性滤波可以有效的剔除高频干扰． 使得控制曲线更加平滑．即为下式： ｙ（ｋＴ）＝（１一ｔｚ）ｙ（ｋＴ—Ｔ）＋口ｙ（耵）式中ａ＝１ｙｒｆ．Ｔ是采样周期，Ｌ是
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ．ｂａｎｄ－ｐａｓｓ－－ｆａｌｔｅｒ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｄｊｕｓｎＩＩｅｎ‘ＰＩＤ ｃｏｎＵ＇ｏｌ，ｖｉｒｔｕａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ
１引言
ＬａｂＶ Ｊｅｗ（１＾ｂｏｒａｔｏｒｙ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｗｏｒｌ【－ ｂｅｎｃｈｌ是美国国家仪器公司（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，简称Ｎｉ９的最 典型的软件产品之一．它是一种基于图形编程语言的开发环境． 与高级语占等传统编程系统很相似，它们有着相似的数据类型、 数据流控制结构以及层次化、模块化的编程特点。由于其丰富 的软件功能和多功能高精度的硬件接口卡．再以ＰＣ的直好环境 等．在多种自动测试和控制中正得到越来越广泛的应用。
充分利用Ｌａｂｖ／ｅｗ的强大计算分析功能和虚拟杖嚣过程控制技术（实现带通滤波器．ＰＩＤ控制及参教整定）使整个控制系统
具有优良的控制精度和稳定性。系统利用Ｌａｂｖｉｅｗ平台鳊程，具有研制周期短，开发成本低．性能可靠，界面友好，易于功能
扩展等优点。
关键词：调压模块：带通滤波；参数整定；ＰＩＤ控制：虚拟仪器
ｕ（ｔ）＝ｋｐｅ（ｔ）＋ｋｉｆ址ｎ）ｄｔ＋ｋｄｄｅ（ｔ）ｄｔ 可将此式离散化为采用增量式ＰＩＤ控制算法．其算式如下。
Ａｕ（ｋ）＝ｕ（Ｉ）一“（Ｉ一１）
由
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＝Ｋ。【＃（ｔ）一ｅ（ｋ—１）＋｝。（ｔ）＋吉【Ｆ（Ｉ）一２ｅ（ｋ一１）＋Ｐ（Ｉ一２）”
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１．Ｋｐ对动态特性影响：比例控制Ｋｐ加大，使系统的动作灵
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文章编号：１００８－０５７０ｆ２００７）１０－１－００３７－－０２
控制系统
基于ＬＡＢＶｌＥＷ的动平衡测试系统设计
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃａｍｓｈａｆｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｄｙｎａｍｉｃ ｂａｌａｎｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｌａｂｖｉｅｗ
（上海理工大学）齐家敏李智利汪正祥
１：２６：２７；⑥如此就可以得到当前离２００４年１１月１０日０时０ 藁研究Ⅱ１微计算机信息．２００６．２４：１６５—１６７＋２１１．
分０秒的倒计时时间５舟：５９天１时２６分２７秒；（Ｄ如果目标时 作者简介：朱兆优（１９６５一），男，汉，硕士，东华理工学院电子与
０秒，那么只需接上述６步计算以后，再把倒计时时间加上１０ Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：Ｚｈｕ Ｚｈａｏｙｏｕ（１９６５一），Ｍａｌｅ，Ｈａｒｔ．Ｍａｓｔｅｒ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ
消除系统的稳态误差。提高系统的控制精度。但是若Ｔｉ太大时。
积分作用太弱，以致不能减小稳态误差。
３Ｔｄ可以改善动忐特性，如超涸量却减少，调节时坷蛔缩
短，允许加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精度。当Ｔｄ
偏大时超调量８ｐ较大．调节时问较长。当Ｔｄ偏小时超调量８ｐ
也较大．调节时间也鞍长。只有合适时．才可制参数整定 近年来，随着专家系统、模糊控制及人工神经元网络等人工