基于虛擬儀器的伺服機構(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)動態(tài)特性測試的重要內(nèi)容。本文選題來源于國防預研項目，以導引頭伺服機構(gòu)為測試對象，它具有體積小、結(jié)構(gòu)復雜、被測特性參數(shù)數(shù)量級較小等特點，用非電測的方法進行測量，其精度低，實施性差。本文應用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的自動化測試系統(tǒng)，充分發(fā)揮了計算機在數(shù)值計算和圖形處理等方面的強大功能，在一臺微機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，增強了系統(tǒng)的靈活性，同時降低了測試成本。實驗證明，本文設計的諧

2、振頻率測試系統(tǒng)操作簡單、界面友好，可以指導加工裝配和故障診斷，具有一定的實際使用價值。
　　本文主要工作及創(chuàng)造性成果如下：
　　1.以電機-負載系統(tǒng)為模型，對其進行動態(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)學模型，推導出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并對其進行動態(tài)特性分析，從而得出影響諧振頻率的兩個關(guān)鍵要素：系統(tǒng)的剛度和轉(zhuǎn)動慣量。
　　2.對諧振頻率的測試原理和測試方法進行了研究。從計算法和實驗法兩方面入手，詳

3、細介紹了諧振頻率測試的原理和方法。計算法提出，在已知電機和負載轉(zhuǎn)動慣量的情況下，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。實驗法介紹了穩(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)激振法讓電機突然啟動到制動的過程中，會發(fā)生衰減振蕩，根據(jù)振蕩周期可以反推出諧振頻率。
　　3.針對導引頭伺服機構(gòu)的特點，設計了諧振頻率測試系統(tǒng)的總體方案，進行了硬件選型，設計了RDC解碼電路

4、。
　　4.論述了軟件的設計方案和功能需求，以LabVIEW為開發(fā)工具，通過編程實現(xiàn)了串口通信、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存、打印報表等功能于一體的上位機軟件，利用多軸運動卡編程語言開發(fā)了信號產(chǎn)生及數(shù)據(jù)采集的下位機軟件，并對軟件界面分模塊進行了介紹。
　　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中如何實現(xiàn)。同時，對數(shù)據(jù)處理算法進行了介紹。
　　6.在測試系統(tǒng)搭建好之后，進行軟硬件調(diào)試，對采集到