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进入21世纪,伺服系统越来越成熟,已经是现代工业生产设备的重要驱动源之一。而伺服系统的随动性直接决定于伺服单元的性能,本文从伺服单元性能指标和工程应用需求出发,设计出一款通用的交流伺服性能测量系统,以满足伺服系统对测量系统高性能的需求。
本论文针对伺服单元性能在稳定性、快速性和调速范围方面的不同指标,给出了相应的测试方法,并在LabVIEW语言的基础上,开发了能满足高速、多通道同步数据采集和性能指标量化的测试平台。通过计算机的实验仿真,其结果表明本测试平台具有多通道采集的同步性和高速性。它能实时、准确地反映伺服信号的实际特征,并能自动量化交流伺服单元性能指标。此外,该测试平台具有控制方便、界面美观、可按用户需求实现功能扩展等优点。
本论文设计出了交流伺服单元性能测量系统的软件,包括性能指标的量化算法、高速多通道的同步数据采集系统、转矩转速的同步监测、绕组电流驱动电压的多通道同步监测等。软件控制系统采用了LabVIEW的多种优化设计方法,可以在数据采集的同时进行数据分析和数据实时保存等多任务处理。编写了DAQmx驱动程序实现两块采集卡的同步触发,并运用多线程技术实现频率信号和模拟信号的并发采集。测试平台中各功能的调度运用了多种同步控制技术,优化了测量系统的软件性能。在硬件系统中,选用了NI基于PCI的高性能数据采集卡,这为测量系统的高性能提供了硬件支持。通过测试平台的功能仿真和实验,验证了本测量系统的正确性和高性能。
本课题基于虚拟仪器研制的交流伺服单元性能测量系统可作为实用性工具,对开发高性能的伺服产品,开展伺服驱动技术研究和扩大伺服产业都具有非常重要的意义。