基于pc的直流伺服電機性能測試虛擬系統
熊茂華
(南昌航空工業學院，江西 南昌 330034)
摘要：介紹了基于pc的直流伺服電機性能測試虛擬系統的硬件組成，測速和測功方法，系統的功能及關鍵技術。
采集卡中采用了高速模數轉換器ad9058芯片和高速sram，系統數據采集速度快，傳輸速率高。
關鍵詞：伺服電機；虛擬系統；驅動程序
中圖分類號：tm306 文獻標識碼：b 文章編號：1001-6848(2000)04-0039-02
1 引 言
虛擬儀器是計算機測試儀器發展的結果，它主要是由微型計算機、硬件接口插卡及激勵驅動電器、軟件操作平臺組成。用戶操作由計算機圖形構成的虛擬儀器面板，控制虛擬儀器的運行，完成對虛擬系統中被測參數的采集、數理分析、邏輯判斷、儲存顯示、仿真等功能。
本測試系統是按isa總線設計硬件接口插卡，插卡完成性能參數信號的調理、轉換、采集及激勵信號的輸出，軟件是在windows98下用vb5.0語言設計，根據本系統的要求，主要測試的技術性能參數有電機轉速、電磁轉矩、功率、電壓（被測電杌和測功機的電樞及激勵）、電流（被測電機和測功機的電樞及激勵）、機體溫度等。通過對這些參數的測試，對電機的性能進行全面分析。
2硬件結構
直流伺服電機性能測試虛似系統的總體結構如圖1所示。硬件包括信號調理放大、高速ald轉換、轉速采集電路、激勵驅動電路等，由計算機控制。電壓、電流、溫度、力等均為模擬信號輸入，調理放大后經多路選擇器cd4051送高速a/d轉換器。其中力信號是由測功機上的力傳感器輸出信號。轉速以數字頻率信號方式輸入，激勵信號是用于調節改變施加給被測電機和測功機兩繞組的工作電壓。下面主要介紹電機的測速及測功的實現。
2.1數字式轉速測量
數字測速方法有三種[1]，即m法（頻率法），t法（周期法），mlt法（頻率／周期法），其中mlt測速法兼有m法和t法的優點，無論是高速還是低速，都可以得到較好的分辨率和精度。本虛擬系統采用mlt法測量速度，根據mlt法測速原理可得如下基本技術指標。
式中，mi、m2為檢測時間間隔內分別對應m法和t法的脈沖計數值，n為旋轉編碼器經4倍頻率變換器后每轉產生的脈沖數，tc為規定的時間間隔，fe為t法中已知的時鐘脈沖，且fc按****速nmin。和計數器字長設計****值優m2min。確定，en為編碼器脈沖周期tta。n的誤差。因此，根據m/t法的測速原理，m/t法測速電路可用圖2實現。
圖2所示電路是把旋轉編碼器的a相和b相經74ls175和74ls352組成的4倍頻率變換器變頻后輸出給由d觸發器和門電路構成的計數同步電路，同步電路對轉速脈沖信號和時鐘信號進行同步處理后，用定時器／計數器8254芯片內的定時器o和定時器1分別對同步處理后的轉速信號和時鐘信號計數。定時器2用于控制采樣周期，且與轉速脈沖信號共同控制8254定時器0和定時器1計數起止時刻。圖中的ic3(74ls74)構成輸出脈沖幅值的延時電路，可消除謖差和超速檢測。
2.2轉矩測量
采用渦流式測功機33測量直流伺服電機的轉矩及輸出功率。被測電機與測功機同軸旋轉，根據測功機的結構及原理可在測功機的定子繞組上加上可控的直流電壓，通過測功機上的力傳感器測得作用于定子繞組上的作用力，方可求得作用于定子繞組上的電磁轉矩，從而可求得被測電機的輸出功率，其中ap為測功機的機械損耗功率。
2.3 高速數據采集卡
本數據采集卡使用美國ad公司生產的高速模數轉換器ad9058芯片，該芯片集成了雙路adc，****轉換速率達50msps。因此，卡中設計為雙通道并行采集 |
