基于LabVIEW的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)性能測(cè)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?jiǎn)單可靠的特性而得到廣泛應(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(wú)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(yáng)能電池陣列的對(duì)日定向轉(zhuǎn)動(dòng)等功能。
　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)所用步進(jìn)電機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)的全面測(cè)試。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)步進(jìn)電機(jī)性能測(cè)試方面，還存在著許多不足之處，在測(cè)

2、試系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化測(cè)量實(shí)現(xiàn)，測(cè)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(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，提高步進(jìn)電機(jī)性能測(cè)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(cè)試系統(tǒng)。
　　首先，論文在現(xiàn)有的電機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，深入分析了研究對(duì)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(cè)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(lái)完成電機(jī)性能參數(shù)的測(cè)量;使用美國(guó)國(guó)家儀器公司(NI)基于FPGA的R系列可編程智能采集卡PXI-7852，開(kāi)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(cè)試系統(tǒng)的硬件平臺(tái)研制。針對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的一體化測(cè)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(cè)試系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和傳感器測(cè)量設(shè)計(jì)了可靠的電氣連接方案，針對(duì)電氣信號(hào)的干擾性和兼容性問(wèn)題開(kāi)發(fā)了專用的信號(hào)接口模塊。
　　然后，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的軟件開(kāi)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(guò)編程實(shí)現(xiàn)基于高性能FPGA的電機(jī)控制模塊和信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)，開(kāi)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(cè)試試驗(yàn)，通過(guò)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(duì)研制的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果表明，研制的測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，測(cè)量