基于虛擬儀器的平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)臺測控系統(tǒng)設(shè)
加入技術(shù)交流群
2．2．3 數(shù)據(jù)的分析及處理
數(shù)據(jù)分析與處理模塊包括數(shù)據(jù)的邏輯計(jì)算、測試信號的圖形顯示、測量過程中特性參數(shù)的顯示、誤差的分析、信號的濾波等，通過該模塊的工作，可以輸出非常精確的數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的曲線。
(1)信號濾波
算術(shù)平均值濾波法就是連續(xù)取n個采樣值進(jìn)行平均。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
算術(shù)平均濾波法用于對一般具有隨機(jī)干擾的信號進(jìn)行濾波。這種信號的特點(diǎn)是圍繞著一個平均值，在某一范圍附近作上下波動。算術(shù)平均濾波法對信號的平滑程度完全取決于N在系統(tǒng)誤差的情況下，當(dāng)n→∞，
項(xiàng)噪聲信號趨近于零，其平均值趨向于最大期望值，但是實(shí)際上N較小時，平滑度低，但靈敏度高。應(yīng)根據(jù)具體情況選取N，既保證濾波效果，又盡量減少計(jì)算時間。(2)誤差處理
回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差包括傳動誤差和回程誤差。測量傳動誤差，可以采用手工轉(zhuǎn)動使電機(jī)的轉(zhuǎn)速不超過10 r／min，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動后，通過輸入、輸出傳感器分別測量輸入、輸出角位移，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行顯示和記錄。瞬時傳動誤差=輸入轉(zhuǎn)角／理論傳動比-輸出轉(zhuǎn)角，可以擬合相應(yīng)的曲線。在測量回程誤差時，去掉電動機(jī)、轉(zhuǎn)動輸入傳感器，當(dāng)在某一個角位移處，使輸出端不動，輸出端反轉(zhuǎn)，所反向產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角為回程誤差，在若干個角位移處試驗(yàn)，可以擬合出一條回程誤差曲線。
2．2．4 數(shù)據(jù)的保存與恢復(fù)
數(shù)據(jù)保存模塊可以對實(shí)時測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊可以對以往測試的數(shù)據(jù)曲線重新顯示，以利于對比分析等。
2．3 試驗(yàn)驗(yàn)證
為驗(yàn)證本試驗(yàn)臺測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性，現(xiàn)通過試驗(yàn)臺對某曲柄搖桿機(jī)構(gòu)擺桿擺動角度進(jìn)行測試，主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)輸入、信號處理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果顯示和測試結(jié)果處理等。檢測系統(tǒng)前面板如圖6所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/187775.htm
圖6右上角即為系統(tǒng)輸入?yún)?shù)，包括采集參數(shù)和數(shù)據(jù)處理參數(shù)，可以根據(jù)測試對象的不同，測試條件的不同進(jìn)行靈活的設(shè)置；右下角為系統(tǒng)輸出參數(shù)，可以根據(jù)要求顯示擺桿擺角以及角速度和角加速度的極限值，從而為高速運(yùn)動的系統(tǒng)在一定的工作條件下的振動和噪聲等研究提供一定的依據(jù)；左側(cè)為曲線圖和操作按鈕，除了可以顯示擺動角度和時間之間關(guān)系的曲線圖外，還可以顯示擺動角度和主軸轉(zhuǎn)角之間關(guān)系的曲線圖，這樣對于主軸轉(zhuǎn)速有一定變化的情況下的動態(tài)系統(tǒng)，可以進(jìn)一步研究動力和從動件之間的關(guān)系。兩個曲線圖分別表示擺角與主軸轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系和擺角與時間之間的關(guān)系，橫坐標(biāo)直接標(biāo)注出了兩種測試的方式即主軸轉(zhuǎn)角和時間，縱坐標(biāo)對于不同曲線的意義通過曲線圖右上角的顯示用不同顏色代表不同的運(yùn)動性質(zhì)，白色、紅色、綠色分別代表擺動角度、角速度、角加速度，這樣既簡單又清晰的描述除了不同的對應(yīng)關(guān)系，在同一個曲線圖中描述出一個測試對象的不同運(yùn)動性質(zhì)，更有利于對于同一測試對象不同運(yùn)動特性的分析與研究。
3 結(jié)語
基于虛擬儀器的平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合試驗(yàn)臺是在原有測控試驗(yàn)臺基礎(chǔ)上，引進(jìn)虛擬儀器技術(shù)，使其通用性更強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組件更靈活，數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)，測量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、更快捷，其開放的環(huán)境更有利于發(fā)揮學(xué)生的能動性和創(chuàng)造性。同時，LabVIEW軟件是一種圖形化語言，更適合于工程技術(shù)人員應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)過程中可以根據(jù)需要自行編制測試軟件或修改軟件部分模塊，從而實(shí)現(xiàn)開放式試驗(yàn)的目的，不但可以進(jìn)行基礎(chǔ)性的教學(xué)試驗(yàn)，而且可以進(jìn)行相應(yīng)的科研試驗(yàn)項(xiàng)目。
評論