【正文】 多NI公司數(shù)據(jù)采集（DAQ）卡的驅(qū)動(dòng)控制程序。舵機(jī)1舵機(jī)2舵機(jī)4舵機(jī)4D/AA/D計(jì)算機(jī)虛擬儀器測(cè)試軟件虛擬儀器功能面板 舵機(jī)虛擬測(cè)試機(jī)構(gòu)原理圖二、軟件結(jié)構(gòu)在每一個(gè)功能模塊的軟件設(shè)計(jì)過程中, 按照模塊化和層次化的設(shè)計(jì)原則, 根據(jù)由頂向下的設(shè)計(jì)方式, 都可以將所編寫的測(cè)試軟件分為主控程序模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示控制模塊等, 。當(dāng)處于旁路模式時(shí)，通過手動(dòng)控制，硬件函數(shù)發(fā)生器和可調(diào)電源仍然可用，計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、AI、AO和DAQ設(shè)備也可用；當(dāng)通信開關(guān)處于旁路模式時(shí)，NI ELVIS SFP儀器會(huì)通知用戶；當(dāng)通信開關(guān)撥到旁路模式時(shí)，不可用的SFP控制將變灰。NI ELVIS通過DAQ設(shè)備的8條DIO總線與計(jì)算機(jī)通信，通信開關(guān)控制I/O（DIO）到NI ELVIS的路由。⑺ 如果計(jì)算機(jī)通過選定的DAQ設(shè)備初始化NI ELVIS硬件，那么NI ELVIS配置好后，用戶就可以開始使用NI ELVIS了；如果配置嘗試失敗，按錯(cuò)誤對(duì)話框中給出的建議操作或返回DAQ設(shè)備的控制并選擇另外一臺(tái)設(shè)備。⑷ 從DAQ設(shè)備控制中選擇連到NI ELVIS硬件上的DAQ設(shè)備，如果在計(jì)算機(jī)內(nèi)只檢測(cè)到一臺(tái)DAQ設(shè)備，那么就默認(rèn)選擇該設(shè)備。配置NI ELVIS軟件，需完成以下步驟：⑴ 確保DAQ設(shè)備安裝恰當(dāng)，平臺(tái)工作站電源打開，DAQMAX中已經(jīng)配置好DAQ設(shè)備號(hào)。原型實(shí)驗(yàn)板通過面包板區(qū)域兩側(cè)的分布條把所有的NI ELVIS的信號(hào)終端排列出來使用，每一個(gè)信號(hào)有一行，各行按功能分組。①電流香蕉型插孔（Current）：—HI：測(cè)量除了電壓、還有電流、電阻時(shí)的正輸入；—LO：測(cè)量除了電壓、還有電流、電阻時(shí)的負(fù)輸入；②電壓香蕉型插孔（Voltage）：—HI：測(cè)量電壓的正輸入；—LO：測(cè)量電壓的負(fù)輸入；⑺示波器（Scope）連接器：如果把不同信號(hào)同時(shí)連到原型實(shí)驗(yàn)板上的示波器端子和控制面板上的示波器連接器上，就會(huì)造成短路，可能損壞原型實(shí)驗(yàn)板上的電路。負(fù)電源的輸出范圍是0～+12V。當(dāng)可調(diào)電源處于手動(dòng)模式時(shí)，用戶只能使用以下部分說明的控制方式。平臺(tái)工作站伴有DAQ設(shè)備的一個(gè)保護(hù)板來避免實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤對(duì)設(shè)備可能造成的傷害。 ELVIS平臺(tái)工作站及原型實(shí)驗(yàn)板平臺(tái)工作站和DAQ設(shè)備共同組建成了一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。用戶可以在Lab VIEW下編寫應(yīng)用程序以適當(dāng)各自的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，還可以進(jìn)行電子線路設(shè)計(jì)、信號(hào)處理及控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)。ELVIS教學(xué)實(shí)驗(yàn)操控工作臺(tái)；2）軟件則包括Lab VIEW開發(fā)環(huán)境、NIDAQ、可以針對(duì)ELVIS硬件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的一系列LabVIEW API和一個(gè)基于LabVIEW設(shè)計(jì)虛擬儀器軟件包。以180度角度伺服為例，那么對(duì)應(yīng)的控制關(guān)系是這樣的（）：；；；；； 舵機(jī)時(shí)基脈沖圖 ELVIS的基本知識(shí) ELVIS的硬件結(jié)構(gòu)NI較高的電壓可以提高電機(jī)的速度和扭矩。（） 舵機(jī)扭矩3）電壓 廠商提供的速度、轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)和測(cè)試電壓有關(guān)。之間。所以在做舵機(jī)的選型時(shí)要對(duì)以上幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。混合齒輪在金屬齒輪和塑料齒輪間做了折中，在電機(jī)輸出齒輪上扭矩一般不大，用塑料齒輪。 舵機(jī)的結(jié)構(gòu)齒輪箱有塑料齒輪、混合齒輪、金屬齒輪的差別（）。能夠利用簡單的輸入信號(hào)比較精確的轉(zhuǎn)動(dòng)給定角度的電機(jī)系統(tǒng)。早期在模型上使用最多，主要用于控制模型的舵面，所以俗稱舵機(jī)。而基于學(xué)校的專業(yè)基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)室的硬件條件，所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)擬設(shè)計(jì)一種基于LabVIEW與ELVIS的舵機(jī)測(cè)試儀。一直沒人多少在做具體的基于LabVIEW方面的舵機(jī)測(cè)試儀?；趯W(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)室的硬件條件，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)擬設(shè)計(jì)一種基于LabVIEW與ELVIS的舵機(jī)測(cè)試儀。本文所設(shè)計(jì)的基于LabVIEW和ELVIS的舵機(jī)測(cè)試儀系統(tǒng)就是通過LabVIEW的虛擬儀器實(shí)現(xiàn)軟件平臺(tái)的操作。由于舵機(jī)在控制中的作用越來越大，對(duì)舵機(jī)的性能和參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試變得越來越重要，傳統(tǒng)上使用的測(cè)試手段一般來說所需儀器繁多并且相對(duì)復(fù)雜。特別是以計(jì)算機(jī)為核心的設(shè)計(jì)思路同儀器系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的密切結(jié)合，使得儀器的概念產(chǎn)生了突破性的變化，由此而產(chǎn)生了一種全新的儀器概念——虛擬儀器（Virtual Instruments ,VI）。從最開始的模擬儀器階段發(fā)展到現(xiàn)今的數(shù)字化、嵌入式系統(tǒng)及智能儀器?；谏厦鎯牲c(diǎn)，本論文通過數(shù)據(jù)采集卡提供信號(hào)輸入實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)PWM信號(hào)的波形顯示，電位器電路的搭建實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)角度控制，光電傳感器電路實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)速度顯示，同時(shí)通過扭矩傳感器電路實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)轉(zhuǎn)矩大小的測(cè)試。基于LabVIEW與ELVIS的舵機(jī)測(cè)試儀設(shè)計(jì)32摘 要本論文根據(jù)設(shè)計(jì)要求提出了基于LabVIEW與ELVIS的舵機(jī)測(cè)試儀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。數(shù)據(jù)采集卡的硬件和使用得到了比較詳細(xì)的說明。 LabVIEW目 錄摘 要 IAbstract II引 言 1課題的提出 1課題分析 21舵機(jī)測(cè)試儀設(shè)計(jì)分析 3 舵機(jī)的基本知識(shí) 3 舵機(jī)的結(jié)構(gòu) 3 舵機(jī)的規(guī)格和選型 4 舵機(jī)及其控制原理 5 ELVIS的基本知識(shí) 6 ELVIS的硬件結(jié)構(gòu) 6 ELVIS平臺(tái)工作站及原型實(shí)驗(yàn)板 7 配置ELVIS的軟件及配置 9 DAQ硬件 102 舵機(jī)測(cè)試儀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 12 數(shù)據(jù)采集卡NIDAQ 14 舵機(jī)PWM信號(hào)的波形顯示 20 舵機(jī)角度控制與檢測(cè) 21 舵機(jī)速度顯示 24 舵機(jī)轉(zhuǎn)矩大小檢測(cè) 28結(jié) 論 30致 謝 31參考文獻(xiàn) 32引 言根據(jù)現(xiàn)今計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)和通信技術(shù)的高度發(fā)展速度，儀器技術(shù)領(lǐng)域同樣卷入了翻天覆地的變化之中。儀器結(jié)構(gòu)也隨同著設(shè)計(jì)想法的更新變化而不斷發(fā)展進(jìn)步。因此當(dāng)舵機(jī)的使用越來越廣泛時(shí)，需要一種專門的測(cè)試儀來測(cè)試舵機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)?；趫D形化的G語言編程環(huán)境，LabVIEW是由美國NI公司研發(fā)的創(chuàng)新型軟件產(chǎn)品，作為虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)它擁有相當(dāng)強(qiáng)大的功能，同時(shí)它也是目前測(cè)試領(lǐng)域發(fā)展最快、應(yīng)用最廣、功能最強(qiáng)的圖形化軟件集成虛擬儀器開發(fā)環(huán)境之一。這種模擬系統(tǒng)可以依據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)儀器的界面定制, 并在相同硬件平臺(tái)上通過使用不同軟件來模擬實(shí)現(xiàn)不同的儀器功能, 實(shí)現(xiàn)硬件的參數(shù)測(cè)試, 大大地提高了測(cè)試系統(tǒng)的功能和靈活性, 同時(shí)也降低了測(cè)試成本和復(fù)雜程度。課題分析而現(xiàn)在國內(nèi)比較普遍的舵機(jī)測(cè)試一般是有如下方案：1）基于AVR CDC軟硬件進(jìn)行修改，用AVRCDC硬件產(chǎn)生舵機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并用AD采樣檢測(cè)舵機(jī)消耗電流（判斷舵機(jī)是否在轉(zhuǎn)動(dòng)）2）基于CDC串口編寫上位機(jī)軟件，進(jìn)行操控和顯示 具體更一般的則有基于單片機(jī)控制的舵機(jī)測(cè)試儀、基于嵌入式計(jì)算機(jī)PC的舵機(jī)故障測(cè)試儀等。這一方面使得測(cè)試更加快捷方便，另一方面也降低了購置更多硬件可能產(chǎn)生的成本。1舵機(jī)測(cè)試儀設(shè)計(jì)分析 舵機(jī)的基本知識(shí)根據(jù)控制方式，舵機(jī)應(yīng)該稱為微型伺服馬達(dá)。 舵機(jī)的結(jié)構(gòu)舵機(jī)簡單的說就是集成了直流電機(jī)、電機(jī)控制器和減速器等，并封裝在一個(gè)便于安裝的外殼里的伺服單元。，主要分為幾個(gè)部分：外殼、減速齒輪組、電機(jī)、電位器、控制電路。金屬齒輪一般用于功率密度較高的舵機(jī)上，比如輝盛的995舵機(jī)，在和3003一樣體積的情況下卻能提供13KG的扭矩。舵機(jī)的規(guī)格主要有幾個(gè)方面：轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電壓、尺寸、重量、材料等。~176?？梢岳斫鉃樵诙姹P上距舵機(jī)軸中心水平距離1CM處，舵機(jī)能夠帶動(dòng)的物體重量。當(dāng)然，有的舵機(jī)可以在7V以上工作，比如12V的舵機(jī)也不少。舵機(jī)的控制一般需要一個(gè)20ms左右的時(shí)基脈沖，~。ELVIS虛擬儀器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)際上就是將LabVIEW和NI的DAQ設(shè)備相結(jié)合，綜合應(yīng)用得到一個(gè)LabVIEW的教學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物，它包括硬件和軟件兩部分：1）硬件包括一臺(tái)可運(yùn)