【正文】 從開題論證、資料的收集整理，到正式的設(shè)計(jì)、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(shí)，也非常感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我指導(dǎo)的各位老師和師兄、師姐們以及給予我?guī)椭凸膭?lì)的同組的同學(xué)們，在此，再次謝謝你們。 同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)這短暫幾個(gè)月中所積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，為我日后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)定的基礎(chǔ)。 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(xiàn) [1] 王益全 .電機(jī)測試技術(shù) .北京： 科學(xué)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. [3]劉剛，王立香，張連?。? [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2020． 2. [4]楊樂平，李海濤． LABVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [第 2版 ][M]．北京：電子工業(yè)出版社，2020. [5]美國國家儀器 (NI)有限公司．基于計(jì)算機(jī)的測量和自動(dòng)化應(yīng)用方案．精選合定本[C]． 2020. [6] 劉光 軍 . 基于 LabVIEW的感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量系統(tǒng) : ［碩士學(xué)位論文］ .武漢：華中科技大學(xué) ， [7]肖林 .基于虛擬儀器的電機(jī)自動(dòng)測試系統(tǒng)研究 : ［碩士學(xué)位論文］ .沈陽： 沈陽工業(yè)大學(xué) ， [8] [美 ]畢曉普 . 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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(shí)現(xiàn)期間，在許多人的幫助下，通過自己的認(rèn)真努力，完成了課題所要求的內(nèi)容。 （ 2)軟件部分可以采取更多的擬合方式 ，從而對(duì)不同方式的擬合結(jié)果 進(jìn)行比較。與傳統(tǒng)的電機(jī)試驗(yàn)方法相比，該系統(tǒng)具有操作簡單、界面友好、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、準(zhǔn)確度高和效率高等特點(diǎn)， 是現(xiàn)代 電機(jī)測試 發(fā)展的方向 。在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行測試，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，電機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)接板、傳感器等硬件部分均可以準(zhǔn)確的產(chǎn)生和傳輸信號(hào)，能完成各種電機(jī)參數(shù)的測量，及時(shí)地為操作人員提供運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)電機(jī)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(jìn)行一些相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，有效的完成了試驗(yàn)。 圖 429 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速特性曲線 數(shù)據(jù)處理程序軟件對(duì) 數(shù)據(jù) 完成 處理和計(jì)算后，就可以通過顯示器和打印機(jī)輸出被試電機(jī)的特性數(shù)據(jù)和特性曲線，或者直接輸出試驗(yàn)報(bào)告，從而 全面顯示被試電機(jī)的 運(yùn)行狀況，可以對(duì)電機(jī)的 性能 評(píng)價(jià)提供 參考 。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。 采集進(jìn)行數(shù)次以后（因?yàn)榍€擬合要求采樣數(shù)至少為 2 個(gè)，為了提高擬合出的曲線的準(zhǔn)確度，須進(jìn)行多次采集） ， 點(diǎn)擊前面板按鍵【曲線擬合】，程序?qū)?zhí)行該按鍵對(duì)應(yīng)的事件結(jié)構(gòu)，進(jìn)行曲線的擬合。打開該文件（如圖428），可以看到試驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)存儲(chǔ)。 圖 424 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)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(jì)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(jì)算頻率 程序繼續(xù)運(yùn)行，可以計(jì)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）。 接著 進(jìn)行通過控制整流器調(diào)節(jié)負(fù)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 。按下“ 曲線 擬合”按鍵，通過 文件對(duì) 話框選擇 文件，調(diào)出 、 讀取數(shù)據(jù)進(jìn)入相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu) 。 利用分段三次多項(xiàng)式函數(shù)作插值 ， 在離散數(shù)據(jù)之間補(bǔ)充一些數(shù)據(jù) ,使這組離散數(shù)據(jù)能夠符合某個(gè)連續(xù)函數(shù) 。 樣條插值 ： 為了避 免高次插值可能出現(xiàn)的大幅度波動(dòng)現(xiàn)象，在實(shí)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。[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。找一個(gè)簡單的函數(shù)，例如多項(xiàng)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(diǎn) Xi 處， P(x)與 f (x)是相吻合的。 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(shí)際數(shù)據(jù)之間誤差的平方和為最小，實(shí)現(xiàn)擬合。 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])。例如： （ 1）消除測量噪聲； （ 2）填充丟失的采樣點(diǎn)（例如，如果 個(gè)別 采樣點(diǎn)丟失或者記錄不正確）； （ 3）插值（對(duì)采樣點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)的估 計(jì)）； （ 4）外推（對(duì)采樣范圍之外的數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)）； （ 5）數(shù)據(jù)的差分（例如在需要知道采樣點(diǎn)之間的偏移時(shí)，可以用一個(gè)多項(xiàng)式擬合離散數(shù)據(jù)，而得到的多項(xiàng)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(shí)又只知道這個(gè)曲線的若干個(gè)離散采樣點(diǎn)的時(shí)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(xiàng)式擬合等。 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(dá)式。曲線擬合在計(jì)算機(jī)的測量過程中非常重要，因?yàn)楝F(xiàn)在的硬件電路很容易得到大量的測量數(shù)據(jù)。 利用 LabVIEW 豐 富的庫函數(shù)和強(qiáng)大的接口功能，可以很方便快捷地設(shè)計(jì)出所需要的程序（如圖 420）。 圖 418 函數(shù)寫入電子表格文件 圖 419 定義存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的文件 編寫主程序 根據(jù)主程序的需要，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)用 ，編寫完整的程序。 由用戶指定數(shù)據(jù)存放的路徑，并根據(jù)每次 試驗(yàn)項(xiàng)目名稱和時(shí)間生成文件名稱。 圖 413 函數(shù)屬性節(jié)點(diǎn) 圖 414 在波形圖中使用屬性節(jié)點(diǎn) 圖 415使用光標(biāo)計(jì)算轉(zhuǎn)速的前后面板 求出功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速后，運(yùn)用【創(chuàng)建表格】進(jìn)行顯示（ 如圖 41 417）。 圖 412 轉(zhuǎn)矩計(jì)算 子 VI 轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊 轉(zhuǎn)速計(jì)算公式 n=60f/z（ 轉(zhuǎn) /分鐘） ，其中 f為轉(zhuǎn)矩儀中相位差式傳感器的輸出電壓的頻率， z為傳感器的齒輪數(shù)。在轉(zhuǎn)矩測量時(shí)間 t2內(nèi)，經(jīng)分頻器適當(dāng)分頻后，由轉(zhuǎn)矩儀計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并數(shù)字顯示轉(zhuǎn)矩值（如圖 4 411）。相位差式轉(zhuǎn)矩傳感器的兩路信號(hào)電壓 U U2，經(jīng)放大整形后進(jìn)入檢相器，檢相器作 2U *U1 的邏輯運(yùn)算后，輸出相位差信號(hào)。 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 47 相位差測量子 VI 圖 48 函數(shù) 直流平均直流 均方根 圖 49 功率計(jì)算 子 VI 轉(zhuǎn)矩計(jì)算模塊 得到轉(zhuǎn)矩儀的兩路輸出電壓后，可以計(jì)算轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。 通過【直流平均直流 均方根】（如圖 48）分別測出電壓和電流的均方根值 U、 I。 功率計(jì)算模塊 得到電壓和電流以后，可以進(jìn)行功率的計(jì)算 。然后，運(yùn)用函數(shù)【抽取一維數(shù)組】（如圖 45），把數(shù)組內(nèi)的元素進(jìn)行輪流拆分為 4 個(gè)一維數(shù)組，即可分別得到電壓、電流和轉(zhuǎn)矩儀的兩路輸出電壓（如圖 46）。 數(shù)據(jù)拆分模塊：數(shù)據(jù)采集卡采用對(duì)多個(gè)參數(shù)輪流采集，一個(gè)通道輸入方式。 按照層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)主程序任務(wù)的需要，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)用 ，編寫完整的程序。通過主界面上 的顯示控件，進(jìn)行數(shù)據(jù)的 采集、顯示、存儲(chǔ)， 曲線擬合等； 自頂而下的把軟件從整體到局部進(jìn)行層層細(xì)分，分析各個(gè)任務(wù)的細(xì)節(jié)， 以及相互之間的關(guān)系，在確定了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能后，設(shè)計(jì)出主要程序結(jié)構(gòu)和程序流程圖 （如圖 4 4 43） ； 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 41 試驗(yàn)主 程序流程圖 圖 42 開始試驗(yàn)的 流程圖 明確劃分各個(gè)功能模塊，對(duì)每個(gè)獨(dú)立的任務(wù)編制相應(yīng)獨(dú)立的程序模塊，這是軟件系統(tǒng)最核心的部分。本測試系統(tǒng)基于 LabVIEW 開發(fā)平臺(tái)，應(yīng)用模塊化的思想，采用數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)，通過以下步驟完成了設(shè)計(jì)任務(wù)： 首先利用 LabVIEW 的圖形化界面功能，設(shè)計(jì)好用戶界面。本課題通過控制整流器改變輸入電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速 [12]。 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 第 4 章 電機(jī)測試數(shù)據(jù) 處理 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本課題所測試的電機(jī)為 異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)的額定參數(shù)如下： 型號(hào) 接線方式 電壓（伏） 電流（安培） 功率 (千瓦 ) 頻率（ Hz） J02314 Y/ 380/220 測試時(shí)的負(fù)載電機(jī)為 直流電動(dòng)機(jī)。 電機(jī)控制 試驗(yàn)過程中，通過 控制整流器調(diào)節(jié)負(fù)載，接著通過開關(guān)量輸出 (如圖 326)控制轉(zhuǎn)矩儀 的繼電器和選擇整形放大電路的電阻，對(duì) 測試電路進(jìn)行控制。 圖 321表格 圖 322波形圖 圖 323寫入文件 圖 324讀取文件 LabVIEW 擬合曲線的功能，運(yùn)用【函數(shù)】 【數(shù)學(xué)】 【擬合】，選擇擬合形式可以把多個(gè)參數(shù)擬合成曲線。 圖 318 函數(shù)加、減、乘、除 圖 319正弦、余弦三角函數(shù) 圖 320信號(hào)操作 LabVIEW 有數(shù)據(jù) 顯示和存儲(chǔ) 功能，運(yùn)用【表格】可以顯示結(jié)果數(shù)據(jù)，或者運(yùn)用【圖形顯示控件】把數(shù)據(jù)還原為波形形式?！竞瘮?shù)】 【信號(hào)分析】 【波形測量】可以測量以下 參數(shù)值 ： 交流有效值、直流分量、有效值、占空比、上升時(shí)間、下降時(shí)間、過沖、峰峰值、最大值、最小值等。對(duì)于實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)變得越來越重要。 研華公司不僅為 LabVIEW 編程開發(fā)了專用的 VI 工具包，并且提供了豐富的實(shí)例程序，利用其工具包，可以快速高效地開發(fā)出數(shù)據(jù)采集模塊。 本課題采用研華科技有限公司的 PCI— 1712L 多功能數(shù)據(jù)采集 卡，PCI1712L 是一款功能強(qiáng)大的高速多功能 PCI 總線