基于虛擬儀器的伺服機(jī)構(gòu)諧振頻率測試系統(tǒng)研制.pdf

1、諧振頻率測試是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性測試的重要內(nèi)容。本文選題來源于國防預(yù)研項(xiàng)目，以導(dǎo)引頭伺服機(jī)構(gòu)為測試對象，它具有體積小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、被測特性參數(shù)數(shù)量級較小等特點(diǎn)，用非電測的方法進(jìn)行測量，其精度低，實(shí)施性差。本文應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的自動(dòng)化測試系統(tǒng)，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)在數(shù)值計(jì)算和圖形處理等方面的強(qiáng)大功能，在一臺(tái)微機(jī)上就可以完成整套測試流程，提高了開發(fā)效率和測試效率，簡化了工程測試操作，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性，同時(shí)降低了測試成本。實(shí)驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)的諧

2、振頻率測試系統(tǒng)操作簡單、界面友好，可以指導(dǎo)加工裝配和故障診斷，具有一定的實(shí)際使用價(jià)值。
　　本文主要工作及創(chuàng)造性成果如下：
　　1.以電機(jī)-負(fù)載系統(tǒng)為模型，對其進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析。介紹了伺服系統(tǒng)的組成及工作原理，建立了伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并對其進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析，從而得出影響諧振頻率的兩個(gè)關(guān)鍵要素：系統(tǒng)的剛度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
　　2.對諧振頻率的測試原理和測試方法進(jìn)行了研究。從計(jì)算法和實(shí)驗(yàn)法兩方面入手，詳

3、細(xì)介紹了諧振頻率測試的原理和方法。計(jì)算法提出，在已知電機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的情況下，通過繪制系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)-變形圖得到系統(tǒng)的剛度，再由公式ω=√K/J求出諧振頻率。實(shí)驗(yàn)法介紹了穩(wěn)態(tài)激振法和瞬態(tài)激振法：穩(wěn)態(tài)激振法通過系統(tǒng)的頻率特性曲線，得到諧振頻率；瞬態(tài)激振法讓電機(jī)突然啟動(dòng)到制動(dòng)的過程中，會(huì)發(fā)生衰減振蕩，根據(jù)振蕩周期可以反推出諧振頻率。
　　3.針對導(dǎo)引頭伺服機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了諧振頻率測試系統(tǒng)的總體方案，進(jìn)行了硬件選型，設(shè)計(jì)了RDC解碼電路

4、。
　　4.論述了軟件的設(shè)計(jì)方案和功能需求，以LabVIEW為開發(fā)工具，通過編程實(shí)現(xiàn)了串口通信、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存、打印報(bào)表等功能于一體的上位機(jī)軟件，利用多軸運(yùn)動(dòng)卡編程語言開發(fā)了信號產(chǎn)生及數(shù)據(jù)采集的下位機(jī)軟件，并對軟件界面分模塊進(jìn)行了介紹。
　　5.由于采集到的信號中含有噪聲干擾，著重分析了小波降噪原理及在LabVIEW中如何實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，對數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行了介紹。
　　6.在測試系統(tǒng)搭建好之后，進(jìn)行軟硬件調(diào)試，對采集到