基于虚拟仪器的液压伺服系统频率特性测试.pdfVIP

第五届全国流体传动与控制学术会议暨 2008 年中国航空学会液压与气动学术会议 基于虚拟仪器的液压伺服系统频率特性测试 1 1 1 2 赵四军 王少萍 尚耀星 周昕 (1．北京航空航天大学 自动化学院 北京 100083； 2 ．航天科工集团 17 所 北京 100030) 摘要：频率特性是液压伺服系统的基本特性，包含了系统的全部结构和参数，能够全面描述系统。因此频率特性 的测试具有重要意义，传统的系统频率特性测试需要使用专用设备，昂贵的价格使其不容易在工程中推广。本文 介绍了利用 NI 公司的 PXI 硬件和 LabVIEW 软件构建的虚拟仪器，测试液压伺服系统的频率特性。这套系统的软件 采用虚拟仪器编程软件 LabVIEW8，在 WindowsXP 操作系统下编制，人机界面友好，程序结构清晰。对于各种不太 理想的实际信号，进行光滑、滤波等处理，很好的实现了系统的频率特性分析，效果同比于与昂贵的频率特性测 试仪器。 关键词：频率特性 PXI LabVIEW 虚拟仪器 中图分类号： 带入一个新的时代。 * 0 前言 利用虚拟仪器技术进行液压伺服系统频率特性 测试不仅价格大大低于专用设备，而且软件编程灵 对于液压伺服系统，通常用闭环系统的频率特 活，使得同一硬件平台还可以用于其它测试项目， 性来描述其跟踪性能，闭环频带越宽，系统的跟踪 这样就等同于多台仪器，其性价比远远高于专用设 性能就越好。传统的系统频率特性需要使用专用频 备。 率特性分析仪，昂贵的价格使得其不容易在工程应 用中推广，而且其只能输出固定的数据格式或者打 2 虚拟仪器测试平台搭建 印图表，不容易和通用计算机进行接口。在实际的 液压伺服系统响应中，往往包含高频成分噪声，以 本虚拟仪器测试平台由 NI 公司的 PXI 总线机 及非线性的影响，使得曲线不够光滑，频率成分复 箱 PXI-1045，PXI 计算机控制器 PXI-8196，任意波 杂，有时还包含一定的畸变，使得频率特性分析存 形发生器 PXI-5422 ，高分辨率数字化仪 PXI-5122 在一定困难。仅仅通过简单的比较激励信号和响应 以及 LabVIEW 软件组成。基于虚拟仪器构建的频 信号，得出的频率特性往往跟实际值差别较大，而 率特性测试平台如图 1 所示，其中，由信号发生器 且当响应信号不够光滑时，很难得出系统的频率特 单元 PXI-5422 产生的激励信号作用于待测液压伺 性。 服系统 ，得到的响应经过高分辨率数字化仪 PXI-5122 采集后送入计算机，以对应于各种不同种 1 虚拟仪器 类激励/ 响应信号的算法 （应用程序）进行处理，最 后得出系统的频率特性。 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。灵活高效的软件能够创建完全自定义的 用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系 统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应 用的需求。虚拟仪器的出现突破了传统仪器的概念， 是仪器技术与计算机技术深层次相结合的产物，它 的出现是仪器技术的一次革命，将传统的仪器测量