基于labview的直線電動機數據采集技術

周琴

 (1上海交通大學，上海200240；2上海電機學院，上海200240)

摘要介紹了一種采用ni—daq卡和labview結合的軟硬件平臺，實現直線感應電動機高速數據采集系統，實驗系統運行證明了遠程監控系統的可行性和先進性，該系統分布式監控能力和可視性都較好。

0引  言

直線電動機是國際上近幾十年來迅速發展的一種新型電動機。它不需要中間傳動裝置，能直接驅動負載作直線平移運動，具有結構簡單、起動快速、工作可靠、維護方便及造價低廉等優點，已在高速加工機床、交通運輸、起重搬運及傳送裝置等方面廣泛應用。

labview是一個完整的儀器開發系統應用軟件，采用圖形數據流編程，有專用于數據采集和儀器控制設計的功能庫和開發工具庫，擁有大量的調試手段。利用它組建的直線電動機自動測試系統和數據采集系統可大大簡化程序設計，達到省時、省力、高效的目的。

1系統的硬件平臺

1 1 daq采集卡

daq采集卡通常可以完成模／數轉換、數／模轉換、數字量輸入／輸出、以及計數器／定時器操作等多種功能。使用之前，因其控制程序用到了許多底層的daq驅動程序，必須對daq卡的硬件進行配置。而labview的數據采集程序庫包括了ni公司許多數據采集卡的驅動控制程序，無需再自己開發驅動控制程序。數據采集系統的組成如圖1所示。

daq系統的基本任務是物理信號的產生或測量，但是要使計算機系統能夠測量物理信號，必須要使用傳感器把物理信號轉換成電信號(電壓或電流信號)。有時不能把被測信號直接連接到daq卡．而必須使用信號調理輔助電路，先將信號進行一定的處理。總之，數據采集是借助軟件來控制整個daq系統，包括采集原始數據、分析數據、給出結果等。圖1描述了插入式daq卡。另一種方式是外接式daq系統。它不需要在計算機內部插槽中插入板卡，計算機與daq系統之間的通訊可以采用各種不同的總線如并行口、usb口或者pcmcia等完成。這種結構適用于遠程數據采集和控制系統。

本系統設計采用的插入式daq卡是由美國ni公司生產的基于pci總線的、e系列高性能多功能數據采集卡pci-6024e，e系列數據采集產品是專為高性能的測試要求而設計的，即使在高采樣速率、高增益的情況下，也能保證采集精度。其****定時功能和多板同步能力可以滿足多種系統的需要，增強了數據采集系統的靈活性和適應性。

1 2高速計數器／定時器

pci-6602高速計數器／定時器有8套通用計數器，32位計數通道，同時可以作為32個i／o口使用，每套計數器占用2個輸入端口和1個輸出端口，基本原理與pci-6024e板卡相同。

pci一6602采集卡上提供了80 mhz、20 mhz和100 khz兩個時鐘源供使用。典型的計數器應用有：事件定時／計數、產生單個脈沖、產生脈沖系列、測量頻率、脈沖寬度、信號周期等。同樣，labview給出了低、中和高三種類型的計數器函數，本文用******的中級函數編程，利用計數器的常用功能，即脈沖發生，可以在out口輸出一個或一串脈沖。用generate del dyed pulse vi可發生單個脈沖，發生脈沖序列。使用這兩個vi時需要設定以下參數：脈沖極性、延遲、幅寬(延遲和幅寬之和為脈沖寬度)以及占空比。脈沖極性決定了脈沖是高還足低。本系統中利用generatepulse nain vi發生脈沖序列。

2直線感應電動機的數據采集

利用lahview的daq采集卡對直線感應電動機的參數辨識和速度觀測兩個數據進行采集.先用霍爾傳感器得到電機初級的兩路電壓信號和一路電流的模擬信號，通過調整電路將信號調整到dao允許輸入的范圍(-10 v～+10 v)；接著將調整后的三路信號輸入daq的模擬輸入通道，在labview的運行環境中建立數據采集通道，將數據采集到計算機；最后用lahview語言進行編程建立儀器面板，并對數據進行分析處理。

2 1直線感應電動機參數辨識的數據采集

數據采集部分基于daq卡和labview7軟件平臺，程序主要由數據采集和數據處理兩大部分組成。其中，數據采集程序如圖2所示。

daq assitant是daq卡和lahview7連接的媒介，它可使兩者無縫集成。首先要對da0 as—sitant進行設置，其可以在labvieⅵ1運行環境中也可在max下進行設置，重點是采樣頻率的設置，必須滿足采樣定理。為了保證數字化后的信號數據不喪失原信號的特性，采樣頻率應大于或至少等于信號截止頻率的兩倍。因為電機的****電壓頻率為50 hz，因此設置采樣頻率必須大于100 hz，此處設置采樣頻率為500 hz。參數設置圖如圖3所示。其中aio、ail是電機初端的兩路電壓信