基于LabVIEW的电机转速模拟采集分析与存储系统

基于LabVIEW的电机转速模拟采集分析与存储系统

学 院：电气工程学院

姓 名：

学 号：

指导老师：

电气工程学院

2016年1月7日

一．设计目的

熟悉和进一步掌握LabVIEW环境和编程思想，进行综合设计。

二．设计要求

设计一套模拟电机转速模拟采集分析与存储系统，其功能为：

（1）模拟采集50个点的电机转速数据（用随机数函数模拟），采样间隔为0.04秒；

（2）采集的电机转速值与设定的上/下限值进行比较；当转速越上限时，红色上限报警灯亮；当转速低于下限时，黄色下限报警灯亮；否则，绿色正常运行灯亮；

（3）采集的电机转速值可以以“转/分钟（rpm）”和“弧度/秒（rad/s）”两种数值显示在图形界面的1个量表计；

（4）采集过程有“开始”、“停止”按钮控制，进度有“进度条”动态显示；

（5）采集50个点完成后，具有对该批数据的“最大值”、“最小值”、“算数平均值”和“标准差”的计算及数值显示；

（6）采集50个点完成后，自动实现对该批数据的文件存储；

（7）采集50个点完成后，有对话框提示“转速采集周期完成”。

（8）在前面板上增加必要设计人信息。

三、设计内容

（1）模拟采集50个点的电机转速数据，采样间隔为0.04秒；

电机转速由随机函数产生，由于随机函数产生的是0~1之间的数，考虑实际情况，将之与2000相乘，模拟转速，如图一所示。

图一 随机函数模拟电机转速

要采集50个点的电机转速数据，则可采用For循环，循环50次。如图二所示

图二、For循环实现50个点的电机转速数据采集

（2）采集的电机转速值与设定的上/下限值进行比较；当转速越上限时，红色上限报警灯亮；当转速低于下限时，黄色下限报警灯亮；否则，绿色正常运行灯亮。

采集的电机转速值与设定的上/下限值分别设置为1500rad/min和100rad/min。当转速越上限，红色上限报警灯亮可由采集值于上限1500用亮，如图三所示。

比较，若大则为真，红灯

图三：红色越上限报警灯程序设置

当转速低于下限时，黄色下限报警灯亮可由采集值与下限100用则为真，黄灯亮，如图四所示

进行比较，若小

图四 黄色下限报警灯程序设置

当转速介于上限与下限之间，绿色正常运行灯亮。采用进行比较，所得结果用

与分别和下限与上限

进行相与，最后结果若为真，则绿灯亮，如图五所示

图五 绿色正常运行灯程序设置

（3）采集的电机转速值可以以“转/分钟（rpm）”和“弧度/秒（rad/s）”两种数值

显示在图形界面的1个量表计。

该功能可由一个布尔开关程序如图六所示

，条件结构以及一个量表实现，具体

图六 （a）转速以rpm为单位显示在量表上

图六 （b）转速以rad/s为单位显示在量表上

（4）采集过程有“开始”、“停止”按钮控制，进度有“进度条”动态显示。

该功能可由布尔确定按钮、布尔停止按钮及数值中的水平进度条

分别与条件结构、For循环和While循环进行组合实现，如图七所示。

图七 （a）“开始”按钮；（b）进度有“进度条”动态显示；（c）“停止”按钮 程序

设置

（5）采集50个点完成后，具有对该批数据的“最大值”、“最小值”、“算数平均值”和“标准差”的计算及数值显示。

该功能由“Express”函数中的“信号分析”->“统计”实现。在设置属性中分别勾选最大值、最小值、算术平均值和标准差，如图八所示。

图八 统计配置

“信号分析”中“统计”配置完毕，右击信号，选中信号操作选板会弹出选项，选中转换至动态数据，如图九所示。

图九 信号操作选板

将采集所得数据通过转换至动态数据与统计相连，再将统计中的最大值、最小

值、算术平均值和标准差分别与数值显示控件最大值、最小值、算术平均值和标准差对应相连如图十所示。

图十 采集数据的“最大值”、“最小值”、“算数平均值”和“标准差”的计算及数值显

示

（6）采集50个点完成后，自动实现对该批数据的文件存储。

数据的文件存储可以采用“Express”函数中的“输出”->“写入测量文件”来实现。“写入测量文件”的配置如图十一所示。“写入测量文件”与采集数据的连接如图十二所示。

图十一 “写入测量文件”的配置

图十二 “写入测量文件”与采集数据的连接

（7）采集50个点完成后，有对话框提示“转速采集周期完成”。

该功能可用“单按钮对话框”节点与层叠式顺序结构实现，如图十三所示。

图十三对话框提示“转速采集周期完成”

（8）在开始采集前，将前面板中的数值显示清零。该功能可用局部变量、条件结构及按钮

实现，如图十四所示。

图十四四、设计效果及运行结果

前面板

数值显示清零程序设置

图十六 前面板

后面板

图十七 后面板

运行结果

图十八 正常运行结果

图十九 越下限运行结果

图二十 越上限运行结果

图二十一 转速模式切换到rad/s

图二十二 文件存储

五、心得体会

通过本次的LabVIEW综合设计，进一步熟悉和掌握LabVIEW环境以及编程思想，可以更为熟练的运用LabVIEW进行设计。在本次LabVIEW综合设计中也遇到了一些问题，

比如采集50个点完成后，有对话框提示“转速采集周期完成”功能的实现，在一开始没有想到运用层叠式顺序结构与单按钮对话框相结合，在For循环结束后，不知道讲单按钮对话框放在哪里，和什么结构进行组合才能实现要求的功能，在查阅LabVIEW教程后，懂得怎么去实现该功能并能更好的运用LabVIEW中的结构模块。文件存储要注意的是保存的文件格式应为Excel表格，这样便于读取数据。转速模式的转换是运用布尔按钮、条件结构以及公式节点之间的组合实现的。在调试过程中，开始以及清零功能可以完美的实现。对于停止功能，若未按下开始按钮采集电机转速数据而停止按钮按下，仿真结束：若在开始按钮按下后再按下停止按钮，停止功能在50个电机转速数据采集结束后实现。所以该停止功能的缺陷是不能在的过程中，一按下停止按钮，就立马实现停止电机转速数据采集工作。之后就联想到在For循环中添加停止按钮，即右击For循环选中条件接线端在与停止按钮结合即可实现运行过程中停止采集数据。对于清零功能由布尔按钮、条件结构以及局部变量的组合实现。通过本次的LabVIEW综合设计，有很大的收获，可以灵活的运用LabVIEW中的各个控件与各个模块间的组合完成设计要求，加深了对LabVIEW的掌握，并且我相信这对以后的学习生活以及工作生活会有很大的帮助。