【正文】 tual Instrument， VI）是指，在以通過計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶自己設(shè)計(jì)定義，具有虛擬的控制面板，測(cè)試功能由測(cè)試軟件來實(shí)現(xiàn) 的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件包括：前面板的生成、虛擬儀器主要功能包括：通道選擇、頻率調(diào)整、幅值調(diào)整、相位差調(diào)整、轉(zhuǎn)子角度，隨著虛擬儀器技術(shù)的功能和性能已不斷地提高，如今在許多應(yīng)用中已成為傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。 隨著虛擬儀器越來越廣泛的應(yīng)用， LabVIEW 在超聲電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制中得到應(yīng)用。 [6]與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器是在一種以通用計(jì)算機(jī)為為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶設(shè)計(jì)定義、具有虛擬前面板、測(cè)試功能由測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。 目前國內(nèi)應(yīng)用廣泛的行波型超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是：利用開關(guān)電源技術(shù)，由逆變來實(shí)現(xiàn)電壓升壓，能量傳遞、阻抗匹配和電源隔離。這種新型的旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)具有兩組壓電陶瓷，需要四路正弦電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)。采用兩個(gè)完全相同壓電定子與壓電轉(zhuǎn)子直接平行接觸“嚙合”驅(qū)動(dòng)壓電轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力，可以克服傳統(tǒng)單定子結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)定轉(zhuǎn)子存在摩擦驅(qū)動(dòng)接觸范圍小等 缺陷，有望提高電機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩和效率。 data acquisitio雙定子旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng) 目錄 引 言 1 1 緒論 2 虛擬儀器簡介 2 虛擬儀器的特點(diǎn) 2 不強(qiáng)調(diào)物理上的實(shí)現(xiàn)形式 2 在系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟硬件資源共享 3 圖形化的軟件面板 3 虛擬儀器的構(gòu)成 3 虛擬儀器的硬件組成 3 虛擬儀器的軟件組成 3 虛擬儀器的開發(fā)語言 4 2 雙定子旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)軟件的選擇 5 系統(tǒng)硬件的選擇 6 數(shù)據(jù)采集卡 6 3 labview DAQmx 數(shù)據(jù)采集編程 9 DAQ 基礎(chǔ)知識(shí) 9 NI 采集卡的常用函數(shù) 11 DAQ 助手 11 創(chuàng)建虛擬通道函數(shù) 11 定時(shí)函數(shù) 12 開始觸發(fā)函數(shù) 12 終止任務(wù)函數(shù) 13 啟動(dòng)任務(wù)函數(shù) 13 寫入函數(shù) 14 讀取函數(shù) 14 清除任務(wù)函數(shù) 14 4 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 15 一路可調(diào)電壓輸出 15 接線方法 15 模擬輸出的流程圖 15 程序編寫 17 程序的調(diào)試 19 5 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 20 四階巴特沃斯濾波器設(shè)計(jì) 20 巴特沃斯濾波器 20 電路圖選擇與計(jì)算參數(shù) 22 仿真結(jié)果分析 24 移相電路的設(shè)計(jì) 25 移相電路原理 25 雙定子旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng) 電路圖的設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 28 仿真結(jié)果及分析 29 6 系統(tǒng)總體試驗(yàn)情況 30 單通道電壓輸出 30 濾波器電路試驗(yàn) 30 7 總結(jié)與展望 32 致謝語 33 參考文獻(xiàn) 34 雙定子旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng) 1 引言 旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)作為目前最典型的一種超聲電機(jī)，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器儀表、日用家電等領(lǐng)域；有關(guān)專家預(yù)言 ,在不久的將來 ,超聲電機(jī)將在微小電機(jī)領(lǐng)域幾乎全部替代傳統(tǒng)的電磁電機(jī)，展現(xiàn)出美好的前景。Rotary type ultrasonic motor。LabVIEW。 【關(guān)鍵詞】 ：虛擬儀器 。 在對(duì)新型超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，以 LabVIEW 作為開發(fā)平臺(tái)，以 DAQ 板卡作為處理器，并通過外圍電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行輸入輸出采集與控制，來完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。LabVIEW 軟件是目前實(shí)現(xiàn)虛擬儀器最流行的設(shè)計(jì)工具軟件之一。使用 集成化 的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實(shí)用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。雙定子旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng) 提供全套畢業(yè)設(shè)計(jì)，各專業(yè)都有 雙定子旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng) 【摘要】 虛擬儀器技術(shù) 就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的 軟件 來完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。自 1986 年問世以來，世界各國的工程師和科學(xué)家們都已將 NI LabVIEW 圖形化開發(fā)工 具用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾?xiàng)目需要。 本文為一種新型旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)。 本文首先介紹了驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，然后介紹 LabVIEW DAQmx 數(shù)據(jù)采集編程，硬件的選擇以及硬件電路設(shè)計(jì)，再重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)軟件編程給出設(shè)計(jì)的前面板以及程序框圖。旋轉(zhuǎn)型超聲電機(jī) 。數(shù)據(jù)采集 雙定子旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng) Design of The Test Incentive System For Rotary Traveling Wave Ultrasonic Motor Abstract Virtual instrument technology is the use of highperformance modular hardware, bined with the application of highly efficient and flexible softwareto plete a variety of test, measurement and automation. Since its inception in 1986, the world of engineers and scientists have the NI LabVIEW graphicaldevelopment tools for all aspects of product design cycle, improve product quality, shorten product time to market, and improve product development and production efficiency. Virtual instrument is connected with the signalenvironment and the real world integration, analysis of data in order to obtainpractical information, sharing information, help to improve production efficiencyin a large range. Various virtual instrument provides can satisfy any of ourproject needs. The LabVIEW software is currently one of the most popularvirtual instrument software design tool. This article is to design a test incentive system for a new type of rotary traveling wave ultrasonic motor. On the basis of analyzing the principle of a new ultrasonic motor drive, andwithLabVIEWasadevelopmentplatform, the DAQboard as the processor, acquisites and controls the input and output by designing the peripheral circuit, thus to plete the design of the entire system. This paper firstly describes the overall design approach of the test incentive system,then introduces the LabVIEW DAQmx , a data acquisition programming, hardware selection and hardware circuit design, and finally focuses on describing system software programming and gives out the front panel and block diagram of the design. Key words: virtual instrument。 LabVIEW。旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)在具有結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、低噪聲運(yùn)行等一系列優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，它輸出功率小、效率低也是旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)目前急需解決的問題之一。 [1]傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)只需要兩相具有相位差的正弦電壓信號(hào)。本選題就是為這種新型超聲電機(jī)開發(fā)試驗(yàn)激勵(lì)系統(tǒng)。其功能完全由硬件實(shí)現(xiàn)，變壓器必須與不同型號(hào)的超聲電機(jī)匹配，功能單一而且購置、維護(hù)費(fèi)用高；有的是采用模擬元件或者是數(shù)字元件，有的是采用單片機(jī)電路，有的是采用數(shù)字信號(hào) 處理電路，其不足是硬件電路太復(fù)雜應(yīng)用不靈活以及定定位精度不高等。其核心思想是利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大資源使本來需要硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)軟件化，以便最大限度地降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)功能、靈活性、自動(dòng)化程度、具有良好人機(jī)界面。由虛擬儀器的軟件程序來產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)激勵(lì)系統(tǒng)的可調(diào)正弦信號(hào)的產(chǎn)生、輸出，對(duì)外部信號(hào)的采集、處理、輸出。由虛擬儀器輸出的兩路正弦信號(hào)在分別經(jīng)過濾波裝置，就可以產(chǎn)生四路正弦信號(hào)，以滿足試驗(yàn)激勵(lì)系統(tǒng)的要求。虛擬儀器主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （ 1） 盡可能采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件。 （ 3） 用戶可以根據(jù)自己的需要來定義和制造各種儀器。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，以及人們對(duì)儀器功能、靈活性的要求會(huì)越來越高，虛擬儀器技術(shù)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用和普及。 圖 11 常見的虛擬儀器方案 虛擬儀器的特點(diǎn) 不強(qiáng)調(diào)物理上的實(shí)現(xiàn)形式 虛擬儀器通過軟件功能來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)處理與分析及數(shù)據(jù)的顯示這三部分的物理功能。 在系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟硬件資源共享 虛擬儀器的最大的特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)資源與儀器硬件、 DSP 技術(shù)相結(jié)合，在系統(tǒng)內(nèi)共享軟硬件資源。使用相同的硬件系統(tǒng)，通過不同的軟件編程，便可以實(shí)現(xiàn)功能完全不同的測(cè)控儀器。軟件面板上具有與實(shí)際儀器相似的旋鈕、開關(guān)、指示燈及其他大部分控制部件。 虛擬儀器的構(gòu)成 虛擬儀器的硬件組成 虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的測(cè)量設(shè)備，硬件由通用計(jì)算機(jī)和模塊化硬件設(shè)備組成。最常用的模塊化硬件設(shè)備是數(shù)據(jù)采集（ DAQ）卡，再配以相應(yīng)的調(diào)理電路，構(gòu)成硬件平臺(tái)。它應(yīng)完成數(shù)據(jù)的采集及信號(hào)生成控制、數(shù)據(jù)的分析與數(shù)據(jù)的表達(dá)等功能。在結(jié)構(gòu)化進(jìn)程中應(yīng)用程序分為三個(gè)層次： 雙定子旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng) 4