基于虛擬儀器的平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)
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2．2．3 數(shù)據(jù)的分析及處理
數(shù)據(jù)分析與處理模塊包括數(shù)據(jù)的邏輯計(jì)算、測(cè)試信號(hào)的圖形顯示、測(cè)量過(guò)程中特性參數(shù)的顯示、誤差的分析、信號(hào)的濾波等，通過(guò)該模塊的工作，可以輸出非常精確的數(shù)據(jù)及其對(duì)應(yīng)的曲線。
(1)信號(hào)濾波
算術(shù)平均值濾波法就是連續(xù)取n個(gè)采樣值進(jìn)行平均。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
算術(shù)平均濾波法用于對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波。這種信號(hào)的特點(diǎn)是圍繞著一個(gè)平均值，在某一范圍附近作上下波動(dòng)。算術(shù)平均濾波法對(duì)信號(hào)的平滑程度完全取決于N在系統(tǒng)誤差的情況下，當(dāng)n→∞，
項(xiàng)噪聲信號(hào)趨近于零，其平均值趨向于最大期望值，但是實(shí)際上N較小時(shí)，平滑度低，但靈敏度高。應(yīng)根據(jù)具體情況選取N，既保證濾波效果，又盡量減少計(jì)算時(shí)間。(2)誤差處理
回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差包括傳動(dòng)誤差和回程誤差。測(cè)量傳動(dòng)誤差，可以采用手工轉(zhuǎn)動(dòng)使電機(jī)的轉(zhuǎn)速不超過(guò)10 r／min，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，通過(guò)輸入、輸出傳感器分別測(cè)量輸入、輸出角位移，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行顯示和記錄。瞬時(shí)傳動(dòng)誤差=輸入轉(zhuǎn)角／理論傳動(dòng)比-輸出轉(zhuǎn)角，可以擬合相應(yīng)的曲線。在測(cè)量回程誤差時(shí)，去掉電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)輸入傳感器，當(dāng)在某一個(gè)角位移處，使輸出端不動(dòng)，輸出端反轉(zhuǎn)，所反向產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角為回程誤差，在若干個(gè)角位移處試驗(yàn)，可以擬合出一條回程誤差曲線。
2．2．4 數(shù)據(jù)的保存與恢復(fù)
數(shù)據(jù)保存模塊可以對(duì)實(shí)時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊可以對(duì)以往測(cè)試的數(shù)據(jù)曲線重新顯示，以利于對(duì)比分析等。
2．3 試驗(yàn)驗(yàn)證
為驗(yàn)證本試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性，現(xiàn)通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)對(duì)某曲柄搖桿機(jī)構(gòu)擺桿擺動(dòng)角度進(jìn)行測(cè)試，主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)輸入、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果顯示和測(cè)試結(jié)果處理等。檢測(cè)系統(tǒng)前面板如圖6所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/187775.htm
圖6右上角即為系統(tǒng)輸入?yún)?shù)，包括采集參數(shù)和數(shù)據(jù)處理參數(shù)，可以根據(jù)測(cè)試對(duì)象的不同，測(cè)試條件的不同進(jìn)行靈活的設(shè)置；右下角為系統(tǒng)輸出參數(shù)，可以根據(jù)要求顯示擺桿擺角以及角速度和角加速度的極限值，從而為高速運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)在一定的工作條件下的振動(dòng)和噪聲等研究提供一定的依據(jù)；左側(cè)為曲線圖和操作按鈕，除了可以顯示擺動(dòng)角度和時(shí)間之間關(guān)系的曲線圖外，還可以顯示擺動(dòng)角度和主軸轉(zhuǎn)角之間關(guān)系的曲線圖，這樣對(duì)于主軸轉(zhuǎn)速有一定變化的情況下的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，可以進(jìn)一步研究動(dòng)力和從動(dòng)件之間的關(guān)系。兩個(gè)曲線圖分別表示擺角與主軸轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系和擺角與時(shí)間之間的關(guān)系，橫坐標(biāo)直接標(biāo)注出了兩種測(cè)試的方式即主軸轉(zhuǎn)角和時(shí)間，縱坐標(biāo)對(duì)于不同曲線的意義通過(guò)曲線圖右上角的顯示用不同顏色代表不同的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，白色、紅色、綠色分別代表擺動(dòng)角度、角速度、角加速度，這樣既簡(jiǎn)單又清晰的描述除了不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在同一個(gè)曲線圖中描述出一個(gè)測(cè)試對(duì)象的不同運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，更有利于對(duì)于同一測(cè)試對(duì)象不同運(yùn)動(dòng)特性的分析與研究。
3 結(jié)語(yǔ)
基于虛擬儀器的平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合試驗(yàn)臺(tái)是在原有測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)上，引進(jìn)虛擬儀器技術(shù)，使其通用性更強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組件更靈活，數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)，測(cè)量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、更快捷，其開放的環(huán)境更有利于發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)造性。同時(shí)，LabVIEW軟件是一種圖形化語(yǔ)言，更適合于工程技術(shù)人員應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以根據(jù)需要自行編制測(cè)試軟件或修改軟件部分模塊，從而實(shí)現(xiàn)開放式試驗(yàn)的目的，不但可以進(jìn)行基礎(chǔ)性的教學(xué)試驗(yàn)，而且可以進(jìn)行相應(yīng)的科研試驗(yàn)項(xiàng)目。
評(píng)論