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1、双定子旋转超声电机驱动试验系统提供全套毕业设计，各专业都有双定子旋转超声电机驱动试验系统【摘要】 虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。LabVIEW软件是目前实现虚拟仪器最流行的设计工具软件
2、之一。本文为一种新型旋转型行波超声电机驱动试验系统。在对新型超声电机驱动原理进行分析的基础上，以LabVIEW作为开发平台，以DAQ板卡作为处理器，并通过外围电路的设计进行输入输出采集与控制，来完成对整个系统的设计。本文首先介绍了驱动试验系统的总体设计方案，然后介绍LabVIEW DAQmx数据采集编程，硬件的选择以及硬件电路设计，再重点介绍了系统软件编程给出设计的前面板以及程序框图。【关键词】：虚拟仪器;旋转型超声电机;LabVIEW;数据采集Design of The Test Incentive System For Rotary Traveling Wave Ultrasonic Mo
3、torAbstract Virtual instrument technology is the use ofhigh-performance modular hardware,combined with theapplication ofhighly efficient and flexible softwareto complete a variety of test,measurement and automation.Since its inception in 1986,the worldof engineers andscientistshave the NILabVIEW gra
4、phicaldevelopment tools forall aspects of productdesigncycle,improveproduct quality,shorten producttime to market,andimprove product developmentand production efficiency.Virtual instrumentis connected with thesignalenvironment and the realworldintegration,analysisof data in order to obtainpractical
5、information,sharinginformation,help toimprove production efficiencyin a large range.Variousvirtual instrumentprovidescansatisfy any of ourproject needs.The LabVIEW softwareis currently one ofthe most popularvirtualinstrumentsoftwaredesigntool.This article is to design a test incentive system fora ne
6、w type ofrotary traveling waveultrasonic motor.Onthe basis of analyzingtheprincipleofanewultrasonic motor drive,andwithLabVIEWasadevelopmentplatform,theDAQboardastheprocessor,acquisites and controls the input and outputby designing the peripheral circuit, thus to completethe designof the entire syst
7、em. This paper firstlydescribes theoverall designapproach ofthetestincentive system,then introduces theLabVIEWDAQmx, a data acquisitionprogramming,hardwareselection and hardware circuit design, and finally focuses ondescribing systemsoftware programming and givesout the front panelandblock diagram o
8、f the design.Key words: virtual instrument;Rotarytype ultrasonic motor;LabVIEW;data acquisitio目录引言11 绪论21.1 虚拟仪器简介21.2 虚拟仪器的特点21.2.1 不强调物理上的实现形式21.2.2 在系统内实现软硬件资源共享31.2.3 图形化的软件面板31.3 虚拟仪器的构成31.3.1 虚拟仪器的硬件组成31.3.2 虚拟仪器的软件组成31.4 虚拟仪器的开发语言42 双定子旋转超声电机驱动试验系统的总体方案设计52.1 系统总体方案设计52.2 系统软件的选择52.3 系统硬件的选择6
9、2.3.1 数据采集卡63 labview DAQmx数据采集编程93.1 DAQ基础知识93.2 NI采集卡的常用函数113.2.1 DAQ助手113.2.2 创建虚拟通道函数113.2.3 定时函数123.2.4 开始触发函数123.2.5 终止任务函数133.2.6 启动任务函数133.2.7 写入函数143.2.8 读取函数143.2.9 清除任务函数144 系统软件程序设计154.1 一路可调电压输出154.1.1 接线方法154.1.2 模拟输出的流程图154.1.3 程序编写174.1.4 程序的调试195 系统硬件电路设计205.1 四阶巴特沃斯滤波器设计205.1.1巴特沃斯
10、滤波器205.1.2电路图选择与计算参数225.1.3 仿真结果分析245.2 移相电路的设计255.2.1 移相电路原理255.2.2 电路图的设计与参数计算285.2.3 仿真结果及分析296 系统总体试验情况306.1 单通道电压输出306.2 滤波器电路试验307 总结与展望32致谢语33参考文献34引言旋转型行波超声电机作为目前最典型的一种超声电机，它已经广泛应用于微型机械、机器人、精密仪器仪表、日用家电等领域；有关专家预言,在不久的将来,超声电机将在微小电机领域几乎全部替代传统的电磁电机，展现出美好的前景。旋转型行波超声电机在具有结构简单、动态响应好、低噪声运行等一系列优点的同时，
11、它输出功率小、效率低也是旋转型行波超声电机目前急需解决的问题之一。采用两个完全相同压电定子与压电转子直接平行接触“啮合”驱动压电转子转动，输出动力，可以克服传统单定子结构的旋转型行波超声电机定转子存在摩擦驱动接触范围小等缺陷，有望提高电机的最大输出转矩和效率。1传统的旋转型行波超声电机的驱动信号只需要两相具有相位差的正弦电压信号。这种新型的旋转型行波超声电机具有两组压电陶瓷，需要四路正弦电压信号驱动。本选题就是为这种新型超声电机开发试验激励系统。目前国内应用广泛的行波型超声电机驱动系统是：利用开关电源技术，由逆变来实现电压升压，能量传递、阻抗匹配和电源隔离。其功能完全由硬件实现，变压器必须与不
12、同型号的超声电机匹配，功能单一而且购置、维护费用高；有的是采用模拟元件或者是数字元件，有的是采用单片机电路，有的是采用数字信号处理电路，其不足是硬件电路太复杂应用不灵活以及定定位精度不高等。6与传统仪器相比，虚拟仪器是在一种以通用计算机为为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。其核心思想是利用计算机的强大资源使本来需要硬件实现的技术软件化，以便最大限度地降低系统成本，增强系统功能、灵活性、自动化程度、具有良好人机界面。随着虚拟仪器越来越广泛的应用，LabVIEW在超声电机的驱动控制中得到应用。由虚拟仪器的软件程序来产生实验激励系统的可调正
13、弦信号的产生、输出，对外部信号的采集、处理、输出。系统软件包括：前面板的生成、虚拟仪器主要功能包括：通道选择、频率调整、幅值调整、相位差调整、转子角度，随着虚拟仪器技术的功能和性能已不断地提高，如今在许多应用中已成为传统仪器的主要替代方式。由虚拟仪器输出的两路正弦信号在分别经过滤波装置，就可以产生四路正弦信号，以满足试验激励系统的要求。141 绪论1.1 虚拟仪器简介虚拟仪器（Virtual Instrument，VI）是指，在以通过计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟的控制面板，测试功能由测试软件来实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器主要有以下几个特点：（1） 尽可能采用了通
14、用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。（2） 可充分发挥计算机的能力，具有强大的数据处理功能，可以创造出功能更全面的仪器。（3） 用户可以根据自己的需要来定义和制造各种仪器。虚拟仪器突出“软件即仪器”的概念，传统仪器的某些硬件在虚拟仪器中被软件代替，由于减少了许多随时间可能漂移、需要定期校准的分立式模拟硬件，再加上标准化总线的使用，这些变化是仪器的测量精度、测量速度和可重复性都大大提高。伴随着计算机技术的快速发展，以及人们对仪器功能、灵活性的要求会越来越高，虚拟仪器技术将会在更多的领域得到应用和普及。图1-1反映了常见的虚拟仪器方案。图1-1 常见的虚拟仪器方案1.2 虚拟仪器的特点1.2.1
15、不强调物理上的实现形式虚拟仪器通过软件功能来实现数据采集与控制、数据处理与分析及数据的显示这三部分的物理功能。其充分利用计算强大的数据处理能力，在基本硬件的支持下，利用软件完成数据的采集、控制、数据分析和处理以及测试结果显示等，通过软件、硬件的配合来实现传统仪器的各种功能。1.2.2 在系统内实现软硬件资源共享虚拟仪器的最大的特点是将计算机资源与仪器硬件、DSP技术相结合，在系统内共享软硬件资源。它打破了以往由厂家定义仪器功能的模式，而变成了由用户本身定义仪器功能。使用相同的硬件系统，通过不同的软件编程，便可以实现功能完全不同的测控仪器。1.2.3 图形化的软件面板虚拟仪器没有常规仪器的控制面板，而是利用计算机强大的图形环境采用可视化的图形编程语言和平台，以在计算机屏幕建立图形化的软件面板来代替常规的传统仪器面板。软件面板上具有与实际仪器相似的旋钮、开关、指示灯及其他大部分控制部件。在操作时，用户可以使用
