【導讀】電機測試在電機運行中具有非常重要的作用。20世紀90年代以來，在電機。測試領(lǐng)域，傳統(tǒng)的人工測試方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代測試的要求。測試方法和技術(shù)提供了可能性。電機試驗檢測的自動化是一個必然趨勢。采用自動化裝置，可以減少試驗員。繁重的試驗工作量，大大提高試驗效率。現(xiàn)階段國內(nèi)外研究的熱點是自動測試系。統(tǒng)，可以控制測量過程，采集并處理測試數(shù)據(jù)，記錄與顯示測量結(jié)果。圖形化編程開發(fā)平臺的特點是基于通用計算機等標準軟硬件資源平臺，實現(xiàn)。許多測控應(yīng)用中被廣泛采用。發(fā)展，建立了虛擬儀器的基本框架。該部分闡述了虛擬示波器的設(shè)計方案，并給出了各功能模塊的詳細。最后對該虛擬示波器系統(tǒng)進行了。系統(tǒng)測試，對其系統(tǒng)性能做了分析。試驗勞動強度和試驗時間。

　　

【正文】 0）。 圖 420 電機測試數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 程序 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 應(yīng)用系統(tǒng) 處 理試驗 數(shù)據(jù) 一般說來，采集得到的數(shù)據(jù)大都需要經(jīng)過適當?shù)奶幚恚渲邪V波、曲線擬合等。曲線擬合在計算機的測量過程中非常重要，因為現(xiàn)在的硬件電路很容易得到大量的測量數(shù)據(jù)。為了充分利用這些數(shù)據(jù)，減小誤差，就要用到擬合。 曲線擬合（ curve fitting）技術(shù)用于從一組數(shù)據(jù)中提取曲線參數(shù)或者系數(shù)，以得到這組數(shù)據(jù)的函數(shù)表達式。曲線擬合的實際應(yīng)用很廣泛 [12]。例如： （ 1）消除測量噪聲； （ 2）填充丟失的采樣點（例如，如果 個別 采樣點丟失或者記錄不正確）； （ 3）插值（對采樣點之間的數(shù)據(jù)的估 計）； （ 4）外推（對采樣范圍之外的數(shù)據(jù)進行估計）； （ 5）數(shù)據(jù)的差分（例如在需要知道采樣點之間的偏移時，可以用一個多項式擬合離散數(shù)據(jù)，而得到的多項式可能不同） （ 6）數(shù)據(jù)的合成（例如在需要找出曲線下面的區(qū)域，同時又只知道這個曲線的若干個離散采樣點的時候） 4． 6． 1 曲線擬合 LabVIEW 的分析軟件庫提供了多種線性和非線性的曲線擬合算法，例如線性擬合、指數(shù)擬合、通用多項式擬合等。 線性擬合 ： 把實驗數(shù)據(jù)擬合為一條直線 y[i]=a0+a1*X[i]。 指數(shù) 擬合： 把數(shù)據(jù)擬合為指數(shù)曲線 y[i]=a0*exp(al*X[i])。 多項式擬合： 把數(shù)據(jù)擬合為多項式函數(shù) y[i]=a0+a1*X[I]+a2*X[i]^2? 最小二乘法擬合 ： 最小二乘法是一種數(shù)學優(yōu)化技術(shù)，它通過最小化誤差的平方和找到一組數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配 。 利用最小二乘法可以簡便地求得未 知的數(shù)據(jù)，并使得這些求得的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間誤差的平方和為最小，實現(xiàn)擬合。 多項式插值： 假設(shè) f (x) 是定義在區(qū)間 [a,b]上的未知或復雜函數(shù)，但已知該函數(shù)在點 a ≤ X0 X1 ?? Xn ≤ b處的函數(shù)值 y0, y1，?? yn 。找一個簡單的函數(shù)，例如多項式 函數(shù) P(x)，使之滿足條件 P(X ) = y i， i = 0,1,2，??n，即在給定點 Xi 處， P(x)與 f (x)是相吻合的。通常把上述 X0 X1 ?? Xn 稱為插值節(jié)點，把 P(x)稱為 f (x)的插值多項式（函數(shù)）， f (x)稱為被插函數(shù)。[a,b]稱為插值區(qū)間， P(X ) = y i， i = 0,1,2，?? n稱為插值條件，并把求 P(x)的過程稱為插值法。如果 P(x)為 m 次多項式 Pm（ X） = aaxaxa X1m1m1m0 嗎、????? ??，則稱該插值法為多項式插值。 樣條插值 ： 為了避 免高次插值可能出現(xiàn)的大幅度波動現(xiàn)象，在實際應(yīng)用中課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 通常采用分段低次插值來提高近似程度，比如可用分段線性插值或分段三次埃爾米特插值來逼近已知函數(shù)，但它們的總體光滑性較差。為了克服這一缺點，一種全局化的分段插值方法 —— 三次樣條插值成為比較理想的工具 [13]。 利用分段三次多項式函數(shù)作插值 ， 在離散數(shù)據(jù)之間補充一些數(shù)據(jù) ,使這組離散數(shù)據(jù)能夠符合某個連續(xù)函數(shù) 。 4． 6． 2 擬合電機特性曲線 對于 完成的試驗 ， 將 存儲的 試驗結(jié)果以文件的形式調(diào)出 ，通過曲線擬合得到 轉(zhuǎn)矩 — 轉(zhuǎn)速曲線 及工作特性曲線。按下“ 曲線 擬合”按鍵，通過 文件對 話框選擇 文件，調(diào)出 、 讀取數(shù)據(jù)進入相應(yīng)的試驗數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu) 。 擬合模塊：讀取 采樣 、計算得到的 數(shù)值 （因為曲線擬合要求進行擬合的參量至少有兩個數(shù)值，從試驗準確的角度，一般選取 10 個采樣點進行擬合），運用 不同的函數(shù)擬合方法生成曲線 （如圖 42 422） 圖 421 曲線擬合部分的程序 圖 422 曲線擬合子 VI 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 系統(tǒng)的試驗操作 與 同一組的同學進行聯(lián)合調(diào)試， 安裝好采集 數(shù)據(jù) 的硬件電路板，連接好傳輸 數(shù)據(jù) 的 導線 ，打開 測試系統(tǒng)（如圖 423） ， 對采集卡的 通道數(shù)、采樣數(shù)和采樣頻率進行設(shè)置 ，輸入 轉(zhuǎn)矩儀傳感器 的齒輪數(shù)。 接著 進行通過控制整流器調(diào)節(jié)負載，然后 通過 開關(guān)量 輸出 控制轉(zhuǎn)矩儀 的繼電器 和選擇整形放大電路的電阻 。 圖 423 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的前面板 起 動 發(fā)電機組，起動被試電機， 等電動機運行穩(wěn)定后 ， 點擊前面板左上方的運行按鍵，將進行數(shù)據(jù)卡的設(shè)備選擇 （如圖 424），根據(jù)本課題選用的采集卡的型號，選擇“ PCI1712L”， 然后點擊“ ok”鍵開始測試 。 圖 424 系統(tǒng)運行時進行數(shù)據(jù)采集卡的選擇 數(shù)據(jù)通過采集卡 輸入電腦， 前面板 可以顯示電壓和電流的波形，也可以計算轉(zhuǎn)矩儀輸出電壓的頻率的（如圖 425） 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 圖 425 顯示電壓電流，計算頻率 程序繼續(xù)運行，可以計算出電壓和電流的有效值、功率因數(shù)、功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，并在前面板的表格里顯示（如圖 426）。 圖 426 顯示實驗結(jié)果 程序自動提示用戶定義文件位置和名稱 （如圖 427） ， 把測試后得到的電壓、電流、 功率因數(shù)、功 率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等值 寫入 該 文件 。打開該文件（如圖428），可以看到試驗數(shù)據(jù)已經(jīng)存儲。 圖 427 定義存儲數(shù)據(jù)的文件 圖 428 存儲在文件里的數(shù)據(jù) 到此完成一次數(shù)據(jù)采集存儲， 接著 調(diào)節(jié)負載和操作開關(guān)量輸出量 ， 改變 被試電機運行狀態(tài) ，進行 第二次 采集。 采集進行數(shù)次以后（因為曲線擬合要求采樣數(shù)至少為 2 個，為了提高擬合出的曲線的準確度，須進行多次采集） ， 點擊前面板按鍵【曲線擬合】，程序?qū)?zhí)行該按鍵對應(yīng)的事件結(jié)構(gòu)，進行曲線的擬合。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 不同的擬合方 式，得出的結(jié)果會有差別，所以在曲線擬合 VI 里可以進行不同擬合方法的選擇，如：線性擬合、多項式擬合、最小二乘法擬合等。通過選擇不同的按鍵，程序?qū)?zhí)行不同的事件結(jié)構(gòu)，從而使用不同的擬合方法。 通過選擇多項式擬合，可以得到轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速特性曲線（如圖 429）。 圖 429 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速特性曲線 數(shù)據(jù)處理程序軟件對 數(shù)據(jù) 完成 處理和計算后，就可以通過顯示器和打印機輸出被試電機的特性數(shù)據(jù)和特性曲線，或者直接輸出試驗報告，從而 全面顯示被試電機的 運行狀況，可以對電機的 性能 評價提供 參考 。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 總結(jié) 與展望 本文的主要內(nèi)容是從測試平臺入手，制定了測試系統(tǒng)測試軟件的開發(fā)方案，在 LabVIEW 環(huán)境中完成了測試軟件設(shè)計，開發(fā)出電機測試數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。在實驗室條件下對該系統(tǒng)進行測試，經(jīng)過反復試驗，電機、信號轉(zhuǎn)接板、傳感器等硬件部分均可以準確的產(chǎn)生和傳輸信號，能完成各種電機參數(shù)的測量，及時地為操作人員提供運行數(shù)據(jù)，同時電機測試數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件能根據(jù)采集的數(shù)據(jù)畫出曲線或進行一些相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，有效的完成了試驗。 試驗結(jié)果證明此測試系統(tǒng)功能可靠，測量的結(jié)果準確，可信度高， 能滿 足異步電機 測試數(shù)據(jù)處理 的要求 。與傳統(tǒng)的電機試驗方法相比，該系統(tǒng)具有操作簡單、界面友好、運行可靠、維護方便、準確度高和效率高等特點， 是現(xiàn)代 電機測試 發(fā)展的方向 。 由于作者水 平有限，課題設(shè)計的系統(tǒng)還存在著諸多不足，還需要進一步的深入研究： (1)串口通信方面還需要進行大量的工作 ，控制部分不夠穩(wěn)定，從而造成自動測試的準確度下降 。 （ 2)軟件部分可以采取更多的擬合方式 ，從而對不同方式的擬合結(jié)果 進行比較。 由 于 作者水平有限，可能論文中會有錯誤，請讀者見諒 !此外，論文本身也還有一些數(shù)據(jù)處理的工作需要完善。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 參考文獻 [1] 王益全 .電機測試技術(shù) .北京： 科學出版社 , [2] 敖傳寶．虛擬儀器技術(shù)及其發(fā)展趨勢 [J]．山西電子技術(shù)． 2020， 37(6)： 92. 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IECON(Industrial Electronics Society), , 2020, ,pp. 27452751. 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 謝辭 在本課題的研究與實現(xiàn)期間，在許多人的幫助下，通過自己的認真努力，完成了課題所要求的內(nèi)容。 回想這四年來的點點滴滴，自我感覺收獲頗多：這短暫的四年讓我成長、成熟了很多；在學到理論知識的同時，我也懂得了做人做事的道理 責任心、上進心、感 恩心。 同時，畢業(yè)設(shè)計這短暫幾個月中所積累的知識和經(jīng)驗，為我日后的學習和工作打下了堅定的基礎(chǔ)。 在此即將畢業(yè)及論文答辯之際，借此機會對四年來一直關(guān)心和幫助過我的人致謝 ! 首先，感謝 卓菡 老師 ，是她把我領(lǐng)入虛擬儀器這個行業(yè)，激發(fā)起我對這個領(lǐng)域的興趣。從開題論證、資料的收集整理，到正式的設(shè)計、撰寫修改，無不滲透著老師的心血和汗水，在此表示衷心的感謝 ! 同時，也非常感謝在畢業(yè)設(shè)計中給予我指導的各位老師和師兄、師姐們以及給予我?guī)椭凸膭畹耐M的同學們，在此，再次謝謝你們。 此外 ，感謝我的父母和親人對我這些年求學的支持 ! 最后，感謝百忙之中批閱本論文的專家和教授，在此向各位老師表示 衷心的感謝 !