基于LabVIEW的步進電動機性能測試系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、在航空航天工程設計中，步進電機因為其簡單可靠的特性而得到廣泛應用。步進電機是一種將數字脈沖量轉換為旋轉或直線增量的特殊電機，具有快速起停、精確步進、無累計誤差等優(yōu)點。衛(wèi)星驅動機構上使用的步進電機主要用于衛(wèi)星姿態(tài)控制、衛(wèi)星太陽能電池陣列的對日定向轉動等功能。
　　為了實現對衛(wèi)星運行的精確控制，為驅動機構的設計和電機選型提供基礎，需要完成對所用步進電機各項性能指標的全面測試。目前，國內對步進電機性能測試方面，還存在著許多不足之處，在測

2、試系統(tǒng)的數字化和智能化測量實現，測試精度和數據處理等方面還有待進一步研究。為了促進我國航天事業(yè)的發(fā)展，提高步進電機性能測試的效率和精度，本文在現有研究的基礎上，基于虛擬儀器技術LabVIEW平臺，研制了一套完整的步進電機性能測試系統(tǒng)。
　　首先，論文在現有的電機性能測試系統(tǒng)的基礎上，深入分析了研究對象兩相混合式步進電機的原理和特性，提出了基于虛擬儀器技術LabVIEW平臺的測試方案，使用了角度編碼器、轉矩傳感器、電渦流傳感器、加速

3、度傳感器來完成電機性能參數的測量;使用美國國家儀器公司(NI)基于FPGA的R系列可編程智能采集卡PXI-7852，開發(fā)用戶自定義功能的采集控制模塊。
　　其次，完成了電機性能測試系統(tǒng)的硬件平臺研制。針對測試系統(tǒng)的一體化測量要求設計了靈活可靠的機械結構，確保工裝精度;為測試系統(tǒng)的電機驅動和傳感器測量設計了可靠的電氣連接方案，針對電氣信號的干擾性和兼容性問題開發(fā)了專用的信號接口模塊。
　　然后，對測試系統(tǒng)的軟件開發(fā)進行了詳細的

4、設計和研究。使用LabVIEWFPGA模塊，通過編程實現基于高性能FPGA的電機控制模塊和信號采集模塊設計，開發(fā)了底層FPGA與上位機的通訊接口;完成了上位機嵌入式控制器的運行控制、數據處理、曲線擬合、波形分析、顯示保存等功能的應用程序設計。
　　最后，進行了步進電機的性能測試試驗，通過數字濾波、曲線擬合和時頻分析等數據處理算法，分析了試驗內容和試驗數據，對研制的測試系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的評價。試驗結果表明，研制的測試系統(tǒng)運行穩(wěn)定，測量