機(jī)械性能測(cè)試分析下位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)、傳感器等技術(shù)的快速發(fā)展，開(kāi)發(fā)基于以上技術(shù)的測(cè)試分析系統(tǒng)，來(lái)獲取在生產(chǎn)、研發(fā)、檢修中的測(cè)試對(duì)象的數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析測(cè)試對(duì)象的相關(guān)性能，已經(jīng)成為包括機(jī)械在內(nèi)的各領(lǐng)域的普遍做法。下位機(jī)控制系統(tǒng)是機(jī)械測(cè)試分析系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)，決定了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)性能的優(yōu)劣及以測(cè)試分析結(jié)果的可靠性。目前國(guó)內(nèi)外測(cè)試分析技術(shù)有了較快發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化程度和通用性有了較大提高，然而針對(duì)具體應(yīng)用，其通用性和實(shí)用性仍然不足。本次設(shè)計(jì)的機(jī)械性能測(cè)試控制系統(tǒng)，其應(yīng)用主

2、要側(cè)重于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的、典型機(jī)械性能的測(cè)試。根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的一般要求，下位機(jī)系統(tǒng)主要涉及數(shù)字、模擬信號(hào)的采集，嵌入式系統(tǒng)，PC機(jī)和下位機(jī)的通信三個(gè)模塊，本次設(shè)計(jì)下位機(jī)測(cè)試系統(tǒng)還集成了變頻調(diào)速模塊。設(shè)計(jì)完成了以上模塊硬件電路的設(shè)計(jì)，下位機(jī)系統(tǒng)編程，實(shí)驗(yàn)測(cè)試等多方面的工作。
　　本研究使用功能強(qiáng)大的STM32嵌入式芯片，外接使用測(cè)試各類(lèi)參數(shù)的傳感器，分別完成對(duì)典型機(jī)械傳動(dòng)部件的角位移、加速度、直線位移，切屑阻力等多種參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)

3、硬軟件濾波和格式的初步處理后，將測(cè)試數(shù)據(jù)以串口通信方式傳送給 PC上位機(jī)，從而為測(cè)試分析提供不同使用要求的數(shù)據(jù)組合測(cè)試。設(shè)計(jì)集成變頻控制技術(shù)模塊，為測(cè)試對(duì)象提供不同測(cè)試要求的輸入功率或電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而得到不同工況下的測(cè)試數(shù)據(jù)，提高了測(cè)試分析系統(tǒng)在機(jī)械性能測(cè)試中的實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)了從功率輸入到響應(yīng)數(shù)據(jù)輸出的完整的過(guò)程。變頻調(diào)速模塊使用脈寬同步調(diào)制理論進(jìn)行調(diào)速控制，比較計(jì)算了規(guī)則采樣法和面積法的脈寬控制函數(shù)表達(dá)式，通過(guò)改變基波函數(shù)常數(shù)項(xiàng)，得到了脈

4、寬控制的常量數(shù)組，簡(jiǎn)化了控制算法，使用MATLAB進(jìn)行仿真計(jì)算，驗(yàn)證了結(jié)果的正確性。設(shè)計(jì)使用PROTEL進(jìn)行電氣原理的設(shè)計(jì)和電路圖的繪制，實(shí)現(xiàn)了串口通信、三相頻變控制器、嵌入式系統(tǒng)和傳感器接口電路的集成設(shè)計(jì)。通過(guò)多次優(yōu)化和重復(fù)設(shè)計(jì)，完成了PCB電路板繪制，和實(shí)物制作。使用Keil uVision完成嵌入式芯片的編程，進(jìn)行了程序的編譯和仿真。運(yùn)用C++Builder制作了簡(jiǎn)易測(cè)試軟件進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試。本次設(shè)計(jì)的應(yīng)用對(duì)象是重慶大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)