探讨轴承测控系统

　　机电压，并加到直流电机的电枢上。而电枢电压的改变将导致电机转速的变化，从而控制电机的转速。然后，测回电机的稳定转速并反馈到PC机，通过PC机运行的软件所实现的PID控制算法来调整DA卡输出的速度指令，来做到精确控制电机转速。速度控制原理。电机转速控制原理图2.3转子振动量的测量与分析当系统进入运作状态时，转子振动量的测量便是首要任务和目的。通过振动量的测量可以对转子进行有关的动力学分析，如共振、振型测定、不平衡响应和稳定性研究。通过振动传感器把振动量转换为电信号，再由信号调理电路将信号放大到合适大小，然后DAQ卡对之进行采样，采样结果送到计算机处理、分析和存贮。本系统采用UEI公司的高速同步采集卡，可以实现以高达1MB/s的采样率对16个通道进行同步采样。它还支持单极和双极性模拟信号输入，提供单端和差动两种模拟通道。LabVIEW的高级信号分析工具软件包则包含了数字滤波、频谱分析、小波分析、时频分析以及相关分析等高级信号分析和处理功能，利用它可以很容易的在软件中实现特殊信号的处理，从而大大增强了系统试验结果分析的准确性和全面性。振动量分析模块结构软件设计软件的主要功能包括3个部分，除了前面所述的PID控制和信号分析与处理，还包含计算机与DAQ卡之间的数据传输与同步协调，即底层硬件接口程序。该功能是通过DAQ卡上所集成的双向存储器的一个双层先进先出队列缓冲区来完成。首先，速度控制方面，在PC机上进行控制系统的分析和仿真，来决定最恰当的控制参数。其次，实时测量方面，由DAQ卡采集轴承转子试验系统的各种信号，并写入DPR中，再由PC机上的LabVIEW程序读出数据来实现实时测量功能。而操作面板的设计则由图形化编程软件Lab-VIEW完成，其功能为实时测控整个过程，可以进行控制对象的状态跟踪、控制器参数设定、数据分析及图形绘制等，并具备报警功能。图形化的功能面板可以让使用者容易且清楚的了解各种信号所表示的实际物理意义。测控软件与硬件系统的关系。系统软件结构示意图。 

　　测控系统软件与硬件的关系图软件构成示意图另外，为使硬件接口程序具有通用性，可以同时让不同的应用软件同时使用，所以编写DLL程序，作为动态链接函数库以提供给上层各软件使用，大大的提高了系统与其他应用软件相结合的可扩充性和多任务能力。数据的传送是通过动态链接函数库来进行的，存在于DAQ卡双向存贮器的各项硬件检测数据，大约12ms更新一次，故有足够的时间可供LabVIEW获取数据及新下达的控制指令，实时显示最新的画面数据。 

　　开发实例针对轴承转子试验平台开发的专用软件和人机界面。其主要功能是对用户给定的转速利用积分PID算法进行精确控制，并对所测得的数。据进行各种分析和存贮。通过软件面板，用户可以简单、轻易的进行下达指令进行以下操作：启动和停止电机的工作、跟踪电机的运行状态、控制电机的转速、显示转子振动量数据及其频谱等信息。当供油不正常或者意外停机时，系统会自动报警并切断电源。控制软件及状态显示概括起来讲，系统实现的功能为：控制器设定；振动量测量；高级信号分析；报警功能。一个基于Windows操作系统的实时测控系统，图10系统测控程序流程图利用其多任务、DLL以及图形界面等特色，实现实时控制、图形化人机界面的需求。在实现技术上，该系统的上层是有图形编程语言LabVIEW来执行测量和控制软件功能；其下层则由DAQ和DA卡构成控制和测量硬件。至于上层与下层系统之间的沟通则是通过DAQ卡上的双向存贮器来传送数据。此外，由于系统架构于PC机上，各类应用软件可充分利用，大大缩短了系统设计周期和提高了系统性能。