基于虚拟仪器的电机转速控制.doc

信息与电气工程学院课程设计说明书（2010/2011学年第一学期）课程名称 ： 虚拟仪器技术课程设计 题 目 ： 基于虚拟仪器的电机转速控制专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 两 周 设计成绩 ： 2011 年 01月14日一、课程设计的目的虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。二、原始数据及主要任务：1、掌握电机调速控制电路的工作原理；2、掌握电机测速电路的工作方案；3、确定上位机监控系统的控制方案；4、利用LabVIEW软件编制上微机监控系统界面，实现电机转速的测量和控制功能，实现显示电机的转速；5、对本次课程设计进行总结，撰写课程设计报告。三、技术要求:1、实现电机转速的基本测量功能，并进行同步动画显示电机的转速；2、实现电机调速的功能；3、要求系统操作简单，使用方便，满足用户要求；4、课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确。四、实验原理：调速控制：如图所示，U18 的DA1 输出一个05V 大小的直流电压，经过U3 A LM358放大一倍后得到010V 大小的电压，该电压信号再经过U4 CA3140 和Q1 2073 进行功率放大，电流达到75mA ,从而驱动电机转动。测速过程：如图所示，电机上的风扇安装在光耦的发射端和接收端之间，风扇的叶片为9片，当风扇转动时，叶片阻挡光耦发射出的光信号，在光耦接收端得到一段连续的脉冲波形，该脉冲波形经过U5A 74HC14 进行整形后，得到一形状规则的脉冲波形。整形后的脉冲波形输出至U18 的8254计数器的CLK0 端，进行记数显示。五、实验步骤:1.接线：将实验板的数字口XS2和模拟口XS1与采集卡上对应数字口XS2和模拟口XS1连接。2.调试与结果：用labview 软件改变DA1端的输出电压大小，改变电机的转速，从而在显示屏上显示出不同的速度值。六、软件流程初始化设备输出模拟量到DA1进行调速初始化计数器读取计数值存为L1延时1sL2=L1速度V=(L2-L1)/9是否结束Y释放设备N 说明：因为风扇叶片为9片，所以应将1s内计数值除以9才得到风扇转速。七、Labview面板图：八、Labview流程图：8.1 Labview流程图：8.2编程参考函数1.CreateID功能：该函数负责创建设备对象，并返回其设备对象句柄。输入：DeviceID 设备ID( Identifier )标识号。当向同一个Windows系统中加入若干相同类型的USB设备时，系统将以该设备的“基本名称”与DeviceID标识值为名称后缀的标识符来确认和管理该设备。比如若用户往Windows系统中加入第一个U18 AD模板时，系统则以“U18”作为基本名称，再以DeviceID的初值组合成该设备的标识符“U18-0”来确认和管理这第一个设备，若用户接着再添加第二个U18 AD模板时，则系统将以“U18-1”来确认和管理第二个设备，若再添加，则以此类推。所以当用户要创建设备句柄管理和操作第一个USB设备时，DeviceID应置0，第二应置1，也以此类推。默认值为0。输出：如果执行成功，则返回设备对象句柄；如果没有成功，则返回错误码INVALID_HANDLE_VALUE。由于此函数已带容错处理，即若出错，它会自动弹出一个对话框告诉您出错的原因。您只需要对此函数的返回值作一个条件处理即可，别的任何事情您都不必做。2.ReleaseID功能：释放设备对象所占用的系统资源及设备对象自身。输入：hDevice 设备对象句柄，它应由CreateID创建。输出：错误码。应注意的是，CreateID必须和ReleaseID函数一一对应，即当您执行了一次CreateID，再一次执行这些函数前，必须执行一次ReleaseID函数，以释放由CreateID占用的系统软硬件资源，如系统内存等。只有这样，当您再次调用CreateID函数时，那些软硬件资源才可被再次使用。3.COUNTInt功能：负责初始化8254各通道的工作模式、计数方式等。 输入：hDevice 设备对象句柄,它应由CreateID创建。CounterChannel 计数器的通道选择，取值范围为0, 2。CounterValue 计数器的初始值，取值范围为0, 65535。OperateType 计数器的操作方式,取值范围为0, 3。CountMode 计数器的技术方式,取值范围为0,5。BCD 是否采用BCD码，是为1，否为0。输出：错误码。4.GetCount 功能：取得8254的当前计数值。 输入： hDevice 设备对象句柄,它应由CreateID创建。Dimension size 计数器计数值数组大小。输出：pConterPara计数器计数值数组。5.DAOUT功能：输出DA数据 输入： hDevice 设备对象句柄,它应由CreateID创建。nDAData 输出数据，取值范围为0,5。nDAChannel DA通道号。输出：错误码。九、课程设计总结通过这次课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。安排课程设计的基本目的，在于通过理论与实际的结合、人与人的沟通，进一步提高思想觉悟。尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。作为整个学习体系的有机组成部分，课程设计虽然安排在两周进行，但并不具有绝对独立的意义。它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。对我们自动化专业的本科生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。这也是一次预演和准备毕业设计工作。通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。在两个星期的课程设计之后，我们普遍感到不仅实际动手能力有所提高，更重要的是通过对虚拟仪器软件开发流程的了解，进一步激发了我们对专业知识的兴趣，并能够结合实际存在的问题在专业领域内进行更深入的学习。十、参考文献1宋宇峰.Lab Windows/CVI逐步深入与开发