基于虛擬儀器的旋變/數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　軟件設(shè)計(jì)

　　軟件設(shè)計(jì)是軸角信號(hào)采集的靈魂。用基于LabVIEW開(kāi)發(fā)的軟件運(yùn)行在工控機(jī)平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器軸角信號(hào)的采集、處理及顯示等。軟件總體上包括零位對(duì)準(zhǔn)模塊、緯度采集模塊、角度解算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和回放模塊等。

　　零位對(duì)準(zhǔn)模塊

　　假設(shè)初始緯度為80°，此時(shí)旋變輸出應(yīng)為0°，由于旋變存在機(jī)械零位，實(shí)際上緯度采集值不為0°，而為包含0-2°之間的某一個(gè)角度如1.95°的值，因此必須把該角度作為一個(gè)初始零位，在此后每次采集時(shí)都要加上這個(gè)初始零位。具體方法為：緯度采集值加上2°，減去緯度零位，所得值如小于2°，則直接所得值作為緯度實(shí)際值輸出;所得值如大于2°則將所得值減去2°后作為緯度實(shí)際值輸出。

　　緯度采集模塊

　　緯度采集模塊完成對(duì)PCI-1753數(shù)字I/O卡和SDC1806旋變/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的程序控制，并把旋變輸出的模擬角度信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字角度信息。緯度采集模塊為一個(gè)順序程序結(jié)構(gòu)，第1幀使用DIOWriteBit.vi將PCI-1753的PC05置0，即向SDC1806模塊的“/INH”引腳發(fā)一個(gè)邏輯低電平，使模塊停止計(jì)數(shù)，輸出的數(shù)據(jù)不變。第2幀使用DIOWriteBit.vi將PCI-1753的PC07置1，即向SDC1806模塊的“BYSEL”引腳發(fā)送邏輯高電平，此時(shí)決定模塊采用字輸出方式，模塊的輸出與16位數(shù)據(jù)總線對(duì)應(yīng)連接[4]。第3幀使用DIOReadPortByte.vi讀取PC-1753板卡3#、4#端口輸出的14位二進(jìn)制角碼，然后二進(jìn)制角碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制角度，如圖3所示。由于旋變的轉(zhuǎn)值為2°，故模塊輸出的最大值為214-1=16383，即代表2°。第4幀使用DIOWriteBit.vi將PCI-1753的PC05置1，即向SDC1806模塊的“/INH”引腳發(fā)一個(gè)邏輯高電平，使模塊重新工作，輸出的數(shù)據(jù)開(kāi)始變化。

　　角度解算模塊

　　角度解算模塊的框圖程序如圖4所示。輸出緯度信息的旋變的轉(zhuǎn)值為2°/r，角度信息為增量輸出方式，而系統(tǒng)要求得到緯度信息的連續(xù)數(shù)據(jù)，因此必須解決解算過(guò)程中的角度區(qū)間問(wèn)題，確定轉(zhuǎn)角的區(qū)間后即能得到實(shí)際的緯度值。顯而易見(jiàn)，在采樣周期內(nèi)緯度變化不可能超過(guò)0.5°(即1/4圓周)，因此可將0-2°按相位劃分為0-0.5°、0.5-1°、1-1.5°和1.5-2°四個(gè)象限。以ain表示本次緯度采集值、bin表示上次緯度采集值、fai代表本次實(shí)際緯度值、fai0代表上次實(shí)際緯度值。解算判別的關(guān)鍵就在于看旋變是否過(guò)零位。當(dāng)本次采樣為第Ⅰ象限，上次采樣為第Ⅳ象限時(shí)，表明旋變順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一周，則實(shí)際緯度值需加上一圈，即fai=fai0+2+ain-bin;當(dāng)本次采樣為第Ⅳ象限，上次采樣為第Ⅰ象限時(shí)，表明旋變逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一周，則實(shí)際緯度值需減去一圈，即fai=fai0-2+ain-bin;其它情況下，實(shí)際緯度值只需加上緯度增量值即可，即fai=fai0+ain-bin。

　　數(shù)據(jù)顯示模塊

　　數(shù)據(jù)顯示模塊可以數(shù)字、圖形等方式實(shí)時(shí)顯示理論經(jīng)緯度、采集經(jīng)緯度、時(shí)間信息及其它測(cè)試相關(guān)信息。經(jīng)緯度數(shù)字顯示為度分格式(因航跡儀本身僅輸出度分格式)，由數(shù)據(jù)顯示模塊根據(jù)角度解算模塊輸出的經(jīng)緯度信息和理論推算經(jīng)緯度信息轉(zhuǎn)換而來(lái)。航跡曲線按照地理坐標(biāo)方式(即橫軸為經(jīng)度、縱軸為緯度)同時(shí)顯示理論航跡和解算航跡。緯度計(jì)算值與緯度采集值分別通過(guò)Convert to Dynamic Data函數(shù)轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型，然后通過(guò)Merge Signals合并為一路信號(hào)，作為航跡曲線XY Graph的Y軸數(shù)據(jù)。用同樣的方法得到航跡曲線XY Graph的X軸數(shù)據(jù)(經(jīng)度)。