伺服电机系统与电机调速系统的区别在于:第一,电机调速系统只能单纯地对电机的转速进行控制,而伺服系统不仅能完成调速功能,还能对被控对象的位置和姿态等进行控制。对直流伺服电机而言,主要的调速方式是改变加于电枢回路的端电压,而交流伺服电机采用的调速方式是变频调速,即通过调节电机工作频率从而改变电机转速。第二,伺服系统是具有反馈环节的闭环控制系统,而电机调速系统则既有开环系统又有闭环系统。最后,由于现代交流伺服系统已经基本完成了从模拟到数字化的转变,因此比电机调速系统更加适用于追求高精度和高动态响应的场合[8]。
随着伺服系统应用的高速发展,如何高效精确地测试伺服系统也成为了伺服控制领域的主要研究方向。伺服控制系统的测试软件,能够完成实验室状态下,上层决策系统对伺服控制系统的指令发送和状态采集,实时显示分析系统运行状态。近年来,伺服测试系统经历了分立元件时代、DOS时代和Windows时代。在分立元件时代,对随动系统的控制和检测主要基于硬件电路,通过数字电路和模拟电路完成简单的系统控制和性能参数测试,在控制过程中,不仅系统不便于操作,测量精度也不够高,因此有很大的局限性。随着计算机技术的不断进步,伺服测试系统也逐渐进入了DOS时代。在这一阶段中,测试系统以DOS和UCDOS作为操作平台,采用总线扩展方式完成系统的监控,但由于硬件方面仍然十分繁杂因此存在不便于操作等情况。目前,伺服测试系统的发展已进入Windows时代。随着硬件资源的不断扩充和软件功能的发展强大,在Windows操作系统下的伺服测试系统正逐渐向软件化和平台化发展。
1。2 功能实现
伺服测试系统主要具有以下功能:
1)生成测试信号。其中信号类型有:正弦信号、等速信号、阶跃信号;
2)通信功能。根据模拟I/O端口输出测试信号并采集反馈信号;
3)数据处理及误差分析。通过比较指令信号和反馈信号,计算伺服系统的性能指标参数;
4)数据显示。根据输入的数值绘制相应的波形图,并在前面板显示性能指标参数;
5)数据保存。将软件运行生成的并行指令信号、架位反馈信号及误差分析数据保存至文件。
1。3 内容安排文献综述
本课题基于LabVIEW软件编写了伺服系统测试平台的软件部分,并完成了向PXI平台发送并行指令信号及接收PXI平台反馈的状态架位信号的功能。
第一章为绪论部分,主要介绍了PXI平台和LabVIEW软件的发展过程和应用实例,随动系统及其测试系统的研究背景和方法,明确了本课题需要完成的目标,软件的功能实现,并列出了论文各章节主要内容。
第二章介绍了总程序的设计,包括前面板和程序框图的设计,说明了整体的结构框架。
第三章是软件各子模块的设计,其中包括正弦信号、等速信号和阶跃信号的生成,三种信号分别加上均匀白噪声信号的生成,以及指令信号和反馈信号的保存及误差分析。
第四章是程序在PXI硬件平台上的运行结果展示,同时通过外接电路板的连线,实现了信号的反馈。
2 系统总体设计
在LabVIEW软件中,每个VI都由三个部分组成:前面板、程序框图和图标连接端口。前面板就是面向用户的图形化界面,用户可以输入指定的参数值或观察输出波形等。人机交互界面的设计需考虑程序运行时界面上显示的内容及程序对操作是如何响应的。用户可以通过点击按钮或输入数值对前面板上的控件进行操作。