基于pc的直流伺服电机性能测试虚拟系统
熊茂华
(南昌航空工业学院，江西 南昌 330034)
摘要：介绍了基于pc的直流伺服电机性能测试虚拟系统的硬件组成，测速和测功方法，系统的功能及关键技术。
采集卡中采用了高速模数转换器ad9058芯片和高速sram，系统数据采集速度快，传输速率高。
关键词：伺服电机；虚拟系统；驱动程序
中图分类号：tm306 文献标识码：b 文章编号：1001-6848(2000)04-0039-02
1 引 言
虚拟仪器是计算机测试仪器发展的结果，它主要是由微型计算机、硬件接口插卡及激励驱动电器、软件操作平台组成。用户操作由计算机图形构成的虚拟仪器面板，控制虚拟仪器的运行，完成对虚拟系统中被测参数的采集、数理分析、逻辑判断、储存显示、仿真等功能。
本测试系统是按isa总线设计硬件接口插卡，插卡完成性能参数信号的调理、转换、采集及激励信号的输出，软件是在windows98下用vb5.0语言设计，根据本系统的要求，主要测试的技术性能参数有电机转速、电磁转矩、功率、电压（被测电杌和测功机的电枢及激励）、电流（被测电机和测功机的电枢及激励）、机体温度等。通过对这些参数的测试，对电机的性能进行全面分析。
2硬件结构
直流伺服电机性能测试虚似系统的总体结构如图1所示。硬件包括信号调理放大、高速ald转换、转速采集电路、激励驱动电路等，由计算机控制。电压、电流、温度、力等均为模拟信号输入，调理放大后经多路选择器cd4051送高速a/d转换器。其中力信号是由测功机上的力传感器输出信号。转速以数字频率信号方式输入，激励信号是用于调节改变施加给被测电机和测功机两绕组的工作电压。下面主要介绍电机的测速及测功的实现。
2.1数字式转速测量
数字测速方法有三种[1]，即m法（频率法），t法（周期法），mlt法（频率／周期法），其中mlt测速法兼有m法和t法的优点，无论是高速还是低速，都可以得到较好的分辨率和精度。本虚拟系统采用mlt法测量速度，根据mlt法测速原理可得如下基本技术指标。
式中，mi、m2为检测时间间隔内分别对应m法和t法的脉冲计数值，n为旋转编码器经4倍频率变换器后每转产生的脉冲数，tc为规定的时间间隔，fe为t法中已知的时钟脉冲，且fc按****速nmin。和计数器字长设计****值优m2min。确定，en为编码器脉冲周期tta。n的误差。因此，根据m/t法的测速原理，m/t法测速电路可用图2实现。
图2所示电路是把旋转编码器的a相和b相经74ls175和74ls352组成的4倍频率变换器变频后输出给由d触发器和门电路构成的计数同步电路，同步电路对转速脉冲信号和时钟信号进行同步处理后，用定时器／计数器8254芯片内的定时器o和定时器1分别对同步处理后的转速信号和时钟信号计数。定时器2用于控制采样周期，且与转速脉冲信号共同控制8254定时器0和定时器1计数起止时刻。图中的ic3(74ls74)构成输出脉冲幅值的延时电路，可消除谡差和超速检测。
2.2转矩测量
采用涡流式测功机33测量直流伺服电机的转矩及输出功率。被测电机与测功机同轴旋转，根据测功机的结构及原理可在测功机的定子绕组上加上可控的直流电压，通过测功机上的力传感器测得作用于定子绕组上的作用力，方可求得作用于定子绕组上的电磁转矩，从而可求得被测电机的输出功率，其中ap为测功机的机械损耗功率。
2.3 高速数据采集卡
本数据采集卡使用美国ad公司生产的高速模数转换器ad9058芯片，该芯片集成了双路adc，****转换速率达50msps。因此，卡中设计为双通道并行采集 |
