虚拟仪器在磁轴承数字控制中的应用

2010-10-27 22:35:51来源: 中国自动化网

  1 虚拟仪器介绍

  虚拟仪器(Virtual Instrument,VI)是指通过应用程序将通用计算机与仪器硬件结合起来,用户通过友好的图形界面(即虚拟前面板)操作该计算机,如同操作自己定制的一台传统仪器一样,从而完成被测量的采集、分析、判断、显示和数据存储等。虚拟仪器具有以下特点:突出“软件就是仪器”的新概念,不需改变硬件,仅通过软件编程,用户即可定制特殊用途的仪器;支持开放的工业标准;利用计算机强大的数据处理、传输和控制能力,使系统组建、扩展更加灵活、简便,也便于构成复杂的系统。虚拟仪器既可以作为测试仪器单独使用,又可以实现测试、控制与故障诊断一体化。

  DAQ(Data Acquisition:数据采集)仪器是一种典型的虚拟仪器,它以微型计算机为平台,将计算机硬件(某类总线、特定功能的数据采集卡或仪器卡)和计算机软件(虚拟仪器应用软件)结合起来,实现特定的测量和测试功能。DAQ仪器性价比高、设计手段灵活、通用性强,应用前景十分广阔。DAQ仪器按仪器卡的组成方式可分为三类:

  (1) 内插式:将仪器卡插入微机内部总线上构成DAQ仪器,如图1(a)所示,这是最常用方式;


  图1 DAQ仪器基本结构

  (2) 扩展式:将微机总线引到扩展箱,在扩展箱里插入仪器卡构成DAQ仪器,如图1(b)所示,该方式支持更多的仪器卡;

  (3) 直接外挂式:在微机外总线(如并行口,USB,1394)上直接接入仪器卡,该方式避免了PC机内部的噪声,为仪器设计提供了更大的空间、更好的隔离性能和更方便的连接形式,特别适用于由便携式微机组成的仪器系统。

  本文采用通过USB总线直接外挂的DAQ仪器。选择USB总线,主要考虑到USB总线目前已成为PC机的标准配置,数据传输率高。 USB1.1支持两种数据传送速度:低速为1.5Mbps,全速为12Mbps,而USB2.0提供高达400Mbps的高速数据传输,完全可以满足高性能动态测试的要求。另外,它还支持热插拔、支持多设备连接,减少了PC机I/O接口数量。采用USB总线的DAQ仪器具有许多优点:安装、携带方便;不易受机箱内环境的干扰;不受计算机插槽数量、地址、中断等限制,可扩展性好;在一些电磁干扰较强的测试现场,可以专门对其进行电磁屏蔽,避免数据失真等。目前采用USB总线的便携式仪器越来越普遍。

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关键字:虚拟仪器  数字控制  磁轴承  LabVIEW

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2010/1027/article_1535.html
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