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基于LabVIEW的电机寿命测试控制系统设计与实现

作者?#21644;?#29787;时间:2019-01-29来源:电子产品世界收藏

作者 王瑛(奇瑞新能源汽车技术有限公司,安徽 芜湖 241002)

本文引用地址:http://www.afhie.tw/article/201901/397265.htm

  摘要:本文介绍了基于,详细介绍了其系统架构和测试平台的搭建,并对的工作过程做了详细的说明。系统具有友好的人机交互界面,控制效果好,可靠性高。

  关键词;;;

  *基金项目:芜湖市科技重大专项“高性能平台化电驱动系统研发”(项目编号2017zd01)。

  0 引言

  是美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台软件,具有简洁图形化编程环境和强大的功能。它广泛应用于数据采集与控制、信号处理、数据显示、数据分析等领域。采用虚拟仪器技术,有以下优势:1.突破了传统仪器在数据处理、显示、存储等方面的限制;2.利用计算机丰富的软件?#35797;矗?#22686;加了系统灵活性;3.通过软件技术和相应数值算法,实时、直接地对测试数据进行各种分析和处理,通过图形用户界面(GUI)技术,真正做到界面友好,人机交互[1]

  本文利用了LabVIEW的上述特点,设计了电机寿命测试,可以根据测试工况自动运行,实时监测电驱动系统的状态,系统异常时自动停止并报警,保障系统安全,实现了电机寿命测试的自动化。

  1 控制系统设计

  1.1 系统原理及架构

  本文设计的电机寿命测试控制系统是采用美国NI公司的LabVIEW8.0软件平台和NI PXI-8464 双端口收发器,NI PXI-6528 I/O模块构建而成,其系统组成如图1所示。电机寿命测试控制系统由同轴相连的?#26469;?#21516;步电机1和?#26469;?#21516;步电机2、电机控制器1、电机控制器2、高压电源、低压电源(图中未画出)、报警灯驱动模块、报警灯以及LabVIEW上位机组成。LabVIEW通过PXI-8464分别与电机控制器1和电机控制器2进行CAN通讯,PXI-6528输出的数字信号给报警灯驱动模块,用以控制报警灯的工作。本系统采用LabVIEW软件所提供的工具包搭建寿命测试控制平台,其实现的功能主要有:实时采集CAN总线上的数据并显示;按照预先定义的寿命测试工况自动发送控制指令给电机控制器1和电机控制器2;记录测试数据;实时监控电机的运转状态;系统运行异常时报警灯?#20102;?#24182;响警铃。

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  2 测试控制平台搭建

  电机寿命测试控制系统是基于LabVIEW8.0版本进行设计的。该设计中前面板共包括五个选项卡(见图2):首页、控制、监测、波形和预留页面。该控制系统可实现控制、监测、显示、记录等功能。打开该系统,选择测试工况文件,选择数据记录路径,点击“开始测试”便可进入测试工况。点击“一般保存”或“?#25910;?#26102;保存”便可实现周期性实时存储测试数据或?#25910;?#21457;生后触发数据存储功能来保存测试数据。此时可以在控制、监测和波形选项卡页面读取电机和电机控制器的控制信息、状态信息和?#25910;?#20449;息,若有?#25910;?#21457;生,该系统可发出报警信号,并自动按预定顺序安全停止电机运行。

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  电机寿命测试控制系统的结构框?#25216;?#22270;3所示,其主要模块有:输入模块、CAN通讯模块、测试控制模块、?#25910;?#35786;断模块、显示模块和存储模块等。

  3 工作过程

  电机寿命测试控制系统LabVIEW上位机界面运行后,系统自动读入所选定的测试工况数据到LabVIEW程序中。

  本文中的CAN通讯模块包括CAN0和CAN1两个模块,分别用于与电机控制器1和电机控制器2的通讯。其中每个CAN模块?#21450;?#21547;数据编码、数据发送、数据解码、数据接收四个子模块。

  点击“开始测试?#21329;磁?#21518;,时钟模块显示测试开始时间和当前时间。电机寿命测试控制系统通过CAN数据编码子模块把所读取的测试工况,主要为电驱动系统的控制信息,编码成CAN消息的格式,通过CAN数据发送子模块发送到CAN总线上,两台电机控制器从各自的CAN总线上接收CAN消息用于控制?#26469;?#21516;步电机的工作。电机寿命测试控制系统通过CAN数据接收子模块接收CAN总线上的消息,通过CAN数据解码子模块把CAN消息解析成相应的物理量,主要为电驱动系统状态信息和?#25910;?#20449;息,若有?#25910;?#21457;生,报告相应的电驱动系统?#25910;希?#22312;前面板监测页面点亮相应的报警指示灯。

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  CAN总线监控模块读取每一帧CAN消息的时间戳,如果某一循?#20998;?#26399;内时间戳的值未更新,则认为CAN总线中断,报告CAN总线中断?#25910;希?#28857;亮前面板监测页面中CAN总线中断?#25910;?#25253;警指示灯。

  当发生电驱动系统?#25910;?#25110;CAN总线中断?#25910;鮮保?#22312;前面板首?#36710;?#20142;相应的负载电机或被测电机的?#25910;现?#31034;灯。电机寿命测试控制系统进入自动停止程序,按安全顺序逐步发指令停止两台电机的运行,同?#22791;?#20986;报警信号,报警灯?#20102;?#24182;响警铃,用于提示操作人员。

  正常运行时按下停止测试?#30913;ィ?#20415;进入停止运行程序,按照安全顺序逐步停止两台电机的运行。

  显示模块和存储模块用于显示和存储CAN解码后的反馈信息(包括状态信息和?#25910;?#20449;息)和CAN编码前的控制信息。

  4 结论

  电机寿命测试控制系统实现了测试过程的自动化,无须人工发送CAN消息便可实现两台电机按预先设定工况进行测试;一旦有?#25910;?#21457;生自动停止电机运行并报警,有效地缩短了人工控制的反应时间,提高了系统的安全性。

  参考文献:

  [1]李扬,谢晖,陈侃.基于LabVIEW的PID控制系统设计与实现[J].中国测试技术,2008,34(3):74-76.

  [2]杨?#21046;?李海涛,赵勇.LABVIEW高级程序设计[M].?#26412;?清华大学出版社,2003.

  [3]王莉,杨鹏.基于LabVIEW的虚拟示波器的设计与实现[J].实验室研究与探索,2010,29(1):62-64.

  [4]王欢.基于LabVIEW的实时控制与仿真技术应用研究[D].南京航空航天大学,2008.

  作者简介:

  王瑛(1985-),女,工程师,研究方向:新能源汽车电驱动系统控制技术。

本文来源于科?#35745;?#21002;《电子产品世界》2019年第2期第29页,欢迎您写论文时引用,并注明出处



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