基于LabVIEW的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)性能測試系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、在航空航天工程設(shè)計(jì)中，步進(jìn)電機(jī)因?yàn)槠浜唵慰煽康奶匦远玫綇V泛應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)是一種將數(shù)字脈沖量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)或直線增量的特殊電機(jī)，具有快速起停、精確步進(jìn)、無累計(jì)誤差等優(yōu)點(diǎn)。衛(wèi)星驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上使用的步進(jìn)電機(jī)主要用于衛(wèi)星姿態(tài)控制、衛(wèi)星太陽能電池陣列的對日定向轉(zhuǎn)動(dòng)等功能。
　　為了實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星運(yùn)行的精確控制，為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和電機(jī)選型提供基礎(chǔ)，需要完成對所用步進(jìn)電機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)的全面測試。目前，國內(nèi)對步進(jìn)電機(jī)性能測試方面，還存在著許多不足之處，在測

2、試系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化測量實(shí)現(xiàn)，測試精度和數(shù)據(jù)處理等方面還有待進(jìn)一步研究。為了促進(jìn)我國航天事業(yè)的發(fā)展，提高步進(jìn)電機(jī)性能測試的效率和精度，本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，基于虛擬儀器技術(shù)LabVIEW平臺(tái)，研制了一套完整的步進(jìn)電機(jī)性能測試系統(tǒng)。
　　首先，論文在現(xiàn)有的電機(jī)性能測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，深入分析了研究對象兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的原理和特性，提出了基于虛擬儀器技術(shù)LabVIEW平臺(tái)的測試方案，使用了角度編碼器、轉(zhuǎn)矩傳感器、電渦流傳感器、加速

3、度傳感器來完成電機(jī)性能參數(shù)的測量;使用美國國家儀器公司(NI)基于FPGA的R系列可編程智能采集卡PXI-7852，開發(fā)用戶自定義功能的采集控制模塊。
　　其次，完成了電機(jī)性能測試系統(tǒng)的硬件平臺(tái)研制。針對測試系統(tǒng)的一體化測量要求設(shè)計(jì)了靈活可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu)，確保工裝精度;為測試系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和傳感器測量設(shè)計(jì)了可靠的電氣連接方案，針對電氣信號的干擾性和兼容性問題開發(fā)了專用的信號接口模塊。
　　然后，對測試系統(tǒng)的軟件開發(fā)進(jìn)行了詳細(xì)的

4、設(shè)計(jì)和研究。使用LabVIEWFPGA模塊，通過編程實(shí)現(xiàn)基于高性能FPGA的電機(jī)控制模塊和信號采集模塊設(shè)計(jì)，開發(fā)了底層FPGA與上位機(jī)的通訊接口;完成了上位機(jī)嵌入式控制器的運(yùn)行控制、數(shù)據(jù)處理、曲線擬合、波形分析、顯示保存等功能的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。
　　最后，進(jìn)行了步進(jìn)電機(jī)的性能測試試驗(yàn)，通過數(shù)字濾波、曲線擬合和時(shí)頻分析等數(shù)據(jù)處理算法，分析了試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對研制的測試系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的評價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果表明，研制的測試系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，測量