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1、浅析现代测控系统小论文姓名： 学号： 班级： 老师： 中南大学2014年12月23日摘要 随着虚拟仪器技术的飞速发展，对现代测控系统平台进行“虚拟化”的改造已成为一种潮流。在这一潮流的影响下，本课题在原有的测控平台的基础上结合虚拟仪器技术，建立基于虚拟仪器结构的数据测控平台，以此改善实验条件，提高实验效率，使数据的处理更加快捷准确。 测控系统由个人计算机、各种功能硬件模块与用于数据分析、过程通信及图形用户界面的应用软件LabwindowsCVI有机结合构成，使计算机成为一个具有各种测量功能的数字化测量平台。它利用软件LabwindowsCVI完成对数据的处理、表达、传送、存储、显示等功能。 结
2、合虚拟仪器的动态测试技术将成为学校未来教学科研的重要方法和手段，特别是在理工科学校其应用前景非常广阔。关键词：测控系统，动态测试， 虚拟仪器， 信号分析现代测控系统的现状及特点一、测控系统的一般构成一个测控系统可以由一个或若干个功能单元组成。广义地说，一个测控系统应具有以下的功能：即将被测对象置于预定地状态下，并对被测对象所输出地特征信息进行拾取、变化、传输、分析、处理、判断和显示，最终获得测试目的所需地信恳。典型的测控系统常由试验装置、测量部件、数据处理和输出设备等几部分组成，如下图。典型测控系统的框图上图中，试验装置是一种使被测对象处于预期待测状态的专门设备，它的作用在于充分暴露被测对象的
3、内在特性以便进行有效的测量。常见的激振器就是种试验装置。测量部件由传感器、信号测量电路或测量仪器组成。被测对象在一定的激励下，它的各种物理性能的变化经传感器完成由非电量到电量的转换，再经测量电路或仪器对被测信号进行切换、滤波、放大和标定，完成对被测信号的测量。测试结果的输出形式也是多样的，或用指示仪表指示出来，或用记录仪记求，还可传送给数据处理器作进一步处理运算或频谱分析，使之变成后续设各所需的输入信号，最终被显示或打印，也可绘图。二、现代测控系统特点目前，国内外测控系统的发展具有以下几个共同特点：I、军事电子技术是现代测试技术发展的主要动力之一。以雷达、综合电子+战为代表的军事电于技术，以预
4、警机和卫星通讯为代表的航空、航天技术以及以导弹精密制导为代表的兵器技术等都离不开测试技术。2、测试技术与计算机技术同步发展。计算机技术与测试技术相结合，测试仪器进入智能化时代，使采用误差修正的高精度测量、实时测量和自动测量成为町能。从而形成了两种设计思想：一是以测试技术为核心进行仪器设计，根据测试的需要，采用一个或多个微处理器来完成仪器的测量控制、数据采集、数据处理和图形显示等功能；二是以通用PC为基础，增加测试功能、数字接口和控制接口，充分利用计算机的图形显示、数据处理、外设接口和软件功能，通常的仪器用户界面就是计算机界面。其中，第二种设计思想是近几年的最新发展，即虚拟仪器技术(Virtua
5、l Instruments简称VI)。3、测试技术的发展超前于应用对象。测试仪器采用最新技术不断改进性能、增加功能和推出新产品，打破传统仪器的分界线，为用户提供新型测试仪器和测试技术。4、集成化测控系统的发展受到普遍重视。现在电子系统的复杂程度越来越大需要检测的性能指标也越来越多，有些功能指标己达到或超过仪器的检测范围，仅用单台测试仪器不能充分发挥仪器的潜力和群体优势，因此系统化和集成化是电子测试仪器的一个发展方向。三、基于虚拟仪器技术的测控系统的构成传统的测试测量仪器通常由三大部分组成：信号的采集与控制：信号的分析与处理；结果的表示与输出。而在以虚拟仪器(VI)为代表的新一代测试仪器中，计算
6、机处于核心地位，计算机软件技术和测控系统更加紧密地结合成为一个有机整体，仪器的结构概念和设计观点等都发生了突破性的变化，它是计算机硬件资源、仪器测控硬件与用于数据分析、过程通讯及图形用户界面的软件之间的有效结合。虚拟仪器技术的最大特点是“软件就是仪器”的全新观念，它打破了传统测试仪器由厂家定义、用户无法改变的模式。虚拟仪器将仪器的三大功能全部放在计算机上来实现，即可在计算机内插入数据采集卡或外置数据采集盒，经AD或DA变换器，用软件对其信号进行分析与处理，并在计算机屏幕上生成仪器面板，完成仪器的控制和显示，最终实现传统测试仪器的所有功能。基于虚拟仪器技术的动态测控系统的结构也是基于典型的测控系
7、统的结构的，它比较特别的地方是基于虚拟仪器的动态测控系统的数据的处理装置部分是基于虚拟仪器技术的。构建基于虚拟仪器技术的测控系统，需要相应的硬件来支持。虚拟仪器的硬件系统一般分为计算机硬件平台和测控功能硬件。按照测控功能硬件的不同，vI可分为GPIB总线式、VXI总线式、PXI总线式、以DAQ和信号调理为仪器硬件而组成的PC总线式、并行总线式、串行总线式、现场总线式等不同的硬件体系结构。目前虚拟仪器发展的主流是的GPIB、PCDAQ、VXI、PXI四种标准体系结构。(1)GPIB(General Purpose Interface Bus)系统：它以通用接口总线仪器与计算机为仪器硬件平台，组成
8、虚拟仪器测控系统。(2)VXI(VMEbUS eXtension for Instrumentation)系统：它以VXI标准总线仪器模块与计算机为仪器硬件平台，组成虚拟仪器测控系统。(3)PxI(PCI extension for Instrumentation)系统：它以PXI标准总线仪器模块与计算机为仪器硬件平台，组成虚拟仪器测控系统。（4）DAQ(Data Acquisition)系统：它是以数据采集卡、信号调理电路及计算机为仪器硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。这种系统采用了PCI或ISA计算机本身的总线，故将数据采集卡板(DAQ)插入计算机的空槽中即可。GPIB方式控制的虚拟仪器生
9、要针对单一的专用仪器，数据传输速度有限，通用性不强：VXI、PXI仪器结构复杂，需要专用的VXI机箱、VXI控制卡和PXI机箱、PXI控制卡等价格昂贵的设各，研制开发比较困难：由数据采集卡构成的虚拟仪器性价比比较高，设计手段灵活，通用性强，应用前景广阔。现代测控系统未来发展的展望及趋势l、关于性能到目前为止，受各种条件的限制，研究的重心并没有放在仪器的性能提高，而是着眼于建立一个通用的动态测控系统的平台并丰富其功能。从目前的效果来看，已经达到了这一要求。那么，下一步的工作重心就应该是提高仪器的性能，这需要从两个方面入手。硬件方面可以选用频率范围更宽、灵敏度更高、精度更高的器件，数据采集卡的速度
10、从目前来看是足够的，没有必要强行提高。软件方面的工作主要是算法的优化和功能的完善。2、虚拟仪器的未来方向虚拟仪器以软件为核心，但是它的工作离不开硬件，软件和硬件之间的通讯技术更加的关键。将来的动态测控系统应以新的数据传输方式和总线协议(如现在比较热门的PXI总线)为研究的一个方向。作为研究和应用两个意义而言，这和前面提到的保留数据采集卡并不矛盾。3、网络化的动态测试在课题的研究过程中，作者接触到了ActiveX控件技术，这使得作者对动态测试的网络化有所关注。众所周知，ActiveX技术的特点就是网络数据交换。当数据的采集端和处理端分处两地的时候，使用网络技术可以大大节约人力物力。因此这种远程动
11、态测试仍然应当给予足够的关注。随着虚拟仪器技术的飞速发展，对测控平台进行“虚拟化”的改造已成为一种潮流。我们在这种潮流的影响下，在原有的测控平台的基础上结合虚拟仪器技术，建立基于虚拟仪器结构的测控平台，以此改善实验条件，提高实验效率，使的处理更加快捷准确。虚拟仪器及技术将成为学校未来教学科研的重要方法和手段，特别是在理工科学校其应用前景非常广阔。现代测控平台动态测控系统的研究，即，以虚拟仪器技术为软件核心，针对硬件测试对象：振动台，利用一系列的必要硬件工具，结合动态测试理论，建立起一套完整的动态测控系统，并利用这一系统进行信号的采集与分析处理。该动态测控系统的测试内容主要为振动信号的测试，希望
12、通过利用虚拟仪器技术对振动信号进行时域和频域上的动态测试及分析，从而得到所需要的信息。参考文献1. 刘松 基于HHSA方法的结构系统识别与损伤诊断学位论文20042. 刘利锋 基于计算力学和神经网络的复合材料结构健康监测研究学位论文20043. 张晋业 新概念动态测试若干问题研究学位论文20064. 姜振海 协议的动态测试学位论文20065. 曾国贵 武装直升机飞行控制系统小波神经网络控制研究学位论文20046. 祖静.张志杰.裴东兴.范锦彪.Zu Jing.Zhang Zhijie.Pei Dongxing.Fan Jinbiao 新概念动态测试期刊论文-测试技术学报2004,18(z3)7. 董冠强 基于微机通讯的数字式应变仪研究与设计学位论文20048. 孔磊 数字随动系统实验平台和基于Internet的远程工控实验平台的研究与开发学位论文20049. 张泓.贠志新便携式电动舵机性能测试系统的设计实现期刊论文-中国科技博览2011(20)10. 刘冰.曹克强.胡良谋.Liu Bing.Cao Keqiang.Hu Liangmou 自主式液压舵机测试系统设计研究期刊论文-计算机测量与控制2007,15(5)
