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采用虛擬儀表實(shí)現液壓裝置的動(dòng)特性測試和仿真
作者：
時(shí)間：2012-10-22
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖2 液壓伺服裝置性能測試原理圖
(2)動(dòng)特性測試
液壓伺服裝置的動(dòng)態(tài)特性測試從時(shí)域和頻域兩方面進(jìn)行，虛擬儀表提供一套自動(dòng)測試方案。測試開(kāi)始后，自動(dòng)產(chǎn)生一路標準信號作為被測對象的激勵輸入，同時(shí)提供一個(gè)數據采集通道，采樣輸出端的響應信號。①時(shí)域分析：虛擬儀表采集到階躍響應波形后立即進(jìn)行數值分析，計算出上升時(shí)間tr、峰值時(shí)間tp、最大超調量Mp、振蕩次數N和調整時(shí)間ts等；②頻域分析：虛擬儀表輸出正弦激勵掃描信號，同時(shí)輸入系統的響應波形。通過(guò)對輸入輸出信號進(jìn)行相關(guān)分析可獲得準確的響應信號幅值及相位滯后。逐步變更掃描信號的頻率，就測出多組不同的數據，擬合這些數據后繪出幅、相頻特性曲線(xiàn)，并求出穿越頻率ωc、幅值和相位裕量kg、γ。如圖3所示，在監視窗口中的信號波形為一臺液壓伺服裝置的階躍響應曲線(xiàn)。 
圖3 液壓裝置測試和仿真的虛擬面板
(3)動(dòng)特性仿真
對液壓系統(或裝置)的仿真，是按照給定的傳遞函數，在施予一定激勵的條件下計算出系統的響應輸出波形。激勵和響應波形同時(shí)送往波形監視窗口顯示。虛擬儀表可實(shí)現動(dòng)態(tài)仿真，即仿真得出波形是動(dòng)態(tài)變化的，與現實(shí)物理信號相類(lèi)似。此外，用戶(hù)在仿真過(guò)程中還可隨時(shí)修改有關(guān)參數，從而觀(guān)察到參數變化對系統的影響。仿真對象分為積分環(huán)節、慣性環(huán)節、振蕩環(huán)節以及它們的組合系統。仿真結束后，虛似儀表自動(dòng)提供仿真報告，在報告中給出各動(dòng)態(tài)特性參數及圖表形式的階躍響應曲線(xiàn)、波德圖和奈奎斯特圖等。圖4所示為三階系統仿真的部分LabVIEW框圖程序。對于高階的仿真計算則用Borland C++工具編寫(xiě)，并生成DLLs與 LabVIEW程序進(jìn)行鏈接。 
圖4 三階仿真LabVIEW程序
4 結論
基于LabVIEW平臺開(kāi)發(fā)的虛擬儀表在液壓裝置的動(dòng)特性測試和仿真應用中，具有性能穩定、可靠、測試效率高及儀器裝卸方便快捷等優(yōu)點(diǎn)。與獨立儀器或組合式分立儀器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)表現為：(1)自動(dòng)產(chǎn)生測試(仿真)報告，減輕了測試工作量，防止人為誤差；(2)在線(xiàn)、離線(xiàn)測試；(3)支持仿真計算；(4)易于實(shí)現復雜算法；(5)用戶(hù)自定義測試的模式、功能等。此外，虛擬儀表比同功能的集成儀器體積小，價(jià)格低廉，攜帶也方便。(end)
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