基于labview的直线电动机数据采集技术

周琴

 (1上海交通大学，上海200240；2上海电机学院，上海200240)

摘要介绍了一种采用ni—daq卡和labview结合的软硬件平台，实现直线感应电动机高速数据采集系统，实验系统运行证明了远程监控系统的可行性和先进性，该系统分布式监控能力和可视性都较好。

0引  言

直线电动机是国际上近几十年来迅速发展的一种新型电动机。它不需要中间传动装置，能直接驱动负载作直线平移运动，具有结构简单、起动快速、工作可靠、维护方便及造价低廉等优点，已在高速加工机床、交通运输、起重搬运及传送装置等方面广泛应用。

labview是一个完整的仪器开发系统应用软件，采用图形数据流编程，有专用于数据采集和仪器控制设计的功能库和开发工具库，拥有大量的调试手段。利用它组建的直线电动机自动测试系统和数据采集系统可大大简化程序设计，达到省时、省力、高效的目的。

1系统的硬件平台

1 1 daq采集卡

daq采集卡通常可以完成模／数转换、数／模转换、数字量输入／输出、以及计数器／定时器操作等多种功能。使用之前，因其控制程序用到了许多底层的daq驱动程序，必须对daq卡的硬件进行配置。而labview的数据采集程序库包括了ni公司许多数据采集卡的驱动控制程序，无需再自己开发驱动控制程序。数据采集系统的组成如图1所示。

daq系统的基本任务是物理信号的产生或测量，但是要使计算机系统能够测量物理信号，必须要使用传感器把物理信号转换成电信号(电压或电流信号)。有时不能把被测信号直接连接到daq卡．而必须使用信号调理辅助电路，先将信号进行一定的处理。总之，数据采集是借助软件来控制整个daq系统，包括采集原始数据、分析数据、给出结果等。图1描述了插入式daq卡。另一种方式是外接式daq系统。它不需要在计算机内部插槽中插入板卡，计算机与daq系统之间的通讯可以采用各种不同的总线如并行口、usb口或者pcmcia等完成。这种结构适用于远程数据采集和控制系统。

本系统设计采用的插入式daq卡是由美国ni公司生产的基于pci总线的、e系列高性能多功能数据采集卡pci-6024e，e系列数据采集产品是专为高性能的测试要求而设计的，即使在高采样速率、高增益的情况下，也能保证采集精度。其****定时功能和多板同步能力可以满足多种系统的需要，增强了数据采集系统的灵活性和适应性。

1 2高速计数器／定时器

pci-6602高速计数器／定时器有8套通用计数器，32位计数通道，同时可以作为32个i／o口使用，每套计数器占用2个输入端口和1个输出端口，基本原理与pci-6024e板卡相同。

pci一6602采集卡上提供了80 mhz、20 mhz和100 khz两个时钟源供使用。典型的计数器应用有：事件定时／计数、产生单个脉冲、产生脉冲系列、测量频率、脉冲宽度、信号周期等。同样，labview给出了低、中和高三种类型的计数器函数，本文用******的中级函数编程，利用计数器的常用功能，即脉冲发生，可以在out口输出一个或一串脉冲。用generate del dyed pulse vi可发生单个脉冲，发生脉冲序列。使用这两个vi时需要设定以下参数：脉冲极性、延迟、幅宽(延迟和幅宽之和为脉冲宽度)以及占空比。脉冲极性决定了脉冲是高还足低。本系统中利用generatepulse nain vi发生脉冲序列。

2直线感应电动机的数据采集

利用lahview的daq采集卡对直线感应电动机的参数辨识和速度观测两个数据进行采集.先用霍尔传感器得到电机初级的两路电压信号和一路电流的模拟信号，通过调整电路将信号调整到dao允许输入的范围(-10 v～+10 v)；接着将调整后的三路信号输入daq的模拟输入通道，在labview的运行环境中建立数据采集通道，将数据采集到计算机；最后用lahview语言进行编程建立仪器面板，并对数据进行分析处理。

2 1直线感应电动机参数辨识的数据采集

数据采集部分基于daq卡和labview7软件平台，程序主要由数据采集和数据处理两大部分组成。其中，数据采集程序如图2所示。

daq assitant是daq卡和lahview7连接的媒介，它可使两者无缝集成。首先要对da0 as—sitant进行设置，其可以在labvieⅵ1运行环境中也可在max下进行设置，重点是采样频率的设置，必须满足采样定理。为了保证数字化后的信号数据不丧失原信号的特性，采样频率应大于或至少等于信号截止频率的两倍。因为电机的****电压频率为50 hz，因此设置采样频率必须大于100 hz，此处设置采样频率为500 hz。参数设置图如图3所示。其中aio、ail是电机初端的两路电压信