发布时间 : 星期二 文章NEW基于LabVIEW的电机转速测量与控制虚拟仪器设计 - 图文更新完毕开始阅读
4.3 测控系统的软件设计
硬件设计完成后，就可以利用LabVIEW进行软件方面的设计，软件的设计包括前面板的控件设计布局，以及后面板的数据采集、数据测量、数据运算、PID控制、数据输出等功能，前面板的设计如图4-8所示。
图4-8 前面板控件设计
4.3.1 数据采集程序
数据采集使用LabVIEW的DAQ助手编写程序，相比传统的DAQmx节点编程更加快速方便，但是在功能的全面性方面相对比较弱。在本课题的转速采集中使用DAQ助手足以满足用户编程的需要。
在模拟输入端口AI3的配置中信号输入范围为-10~10 V，采集模式选择连续采样，采样率及采样数均设为1000，接线端配置模式为RSE。后面板编程如图4-9所示。
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a）数据采集程序框图
b）数据采集配置参数 图4-9 数据采集程序
进行信号采集的初期，发现电压波形图里的方波有很大的噪声，而且显示的波形相当的不稳定，运行程序的时候会不时弹出测量的幅值小于0的错误提示，曾一度造成实验的设计无法进行，后来经老师指导，再查看NI USB-6008采集卡的说明书，发现使用RSE采集模式的时候应该将信号源接地，这样就能消除方波中的噪声，而且采集的波形相当平滑，可以继续进行往下的研究设计。
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4.3.2 数据测量程序
光电传感器的电平信号采集到NI USB-6008卡后，经过卡内的电路将信号放大，输出的波形为脉冲波形，因此使用后面板中信号处理——波形测量——信号的时间与瞬态特性测量，选择频率输出。
在采集的过程中，由于采用的是以电信号的形式输出，因此很有可能受到设备以外的环境因素的影响，在电压波形图中有一定噪声，同时在电机的转速为0时，电压波形不是为平滑的低电平，运行状态中信号的时间与瞬态特性测量工具继续测量波形的频率，造成输出的频率并不为0，因此严重影响了接下来的数据运算。
为了解决这个问题，在数据采集后添加一个幅值和电平测量工具，计算波形的峰峰值，通过比较面板中的大于进行判断，再引入一个条件结构，当电压信号的峰峰值大于7是为有效数值，当小于7是，数值默认输出为0，发现当电机不转动的时候，前面板输出的转速为0。数据测量程序如图4-10所示。
a）条件结构为真
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b）条件结构为假 图4-10 数据测量程序
4.3.3 数据运算程序
由于数据采集后通过工具已得出波形的频率，因此可以直接通过简单的数学控件换算出直流电动机的实时转速。数据运算程序如图4-11所示。程序测出的频率也就是指电机圆盘一秒钟内转过的圈数，也就是说，将频率直接乘以60，就能得出电机圆盘一分钟内转过的圈数，理论上即为电机的实时转速。
图4-11 数据运算程序
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