基于LabWindows／CVI的舵機(jī)負(fù)載模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　控制軟件系統(tǒng)采用NI公司的專業(yè)開發(fā)平臺LabWindows/CVI進(jìn)行開發(fā)。該平臺是工業(yè)控制、測試元件開發(fā)的專業(yè)平臺，具有界面簡潔、友好，能較好地模擬工業(yè)控制儀器與環(huán)境等突出特點(diǎn)，其強(qiáng)大的圖形用戶界面交互編輯功能與豐富的函數(shù)庫及網(wǎng)絡(luò)通信模塊使其特別適合工業(yè)控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)。

　　控制軟件系統(tǒng)分為兩大部分：上位機(jī)監(jiān)控及人機(jī)對話軟件和下位機(jī)數(shù)據(jù)采集與控制軟件。為了提高軟件的可靠性、保證軟件功能的靈活性并滿足軟件系統(tǒng)的易用性、可擴(kuò)展性等要求，系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，通過不同的模塊來完成軟件系統(tǒng)的各個(gè)功能。

　　上位機(jī)軟件不負(fù)責(zé)負(fù)載模擬過程中載荷的控制，而只承擔(dān)監(jiān)測、協(xié)調(diào)與管理下位機(jī)的作用。上位機(jī)軟件系統(tǒng)包括監(jiān)控模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、通訊模塊和數(shù)據(jù)處理模塊等組成部分。其主要的功能包括：

　　1)GUI界面的人機(jī)對話接口;

　　2)試驗(yàn)進(jìn)程的監(jiān)測與報(bào)警處理;

　　3)對下位機(jī)狀態(tài)的控制與管理;

　　4)控制參數(shù)的設(shè)置;

　　5)載荷譜、運(yùn)動譜的設(shè)置;

　　6)系統(tǒng)輸入輸出通道的標(biāo)定與自檢;

　　7)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存處理與報(bào)表輸出。

　　下位機(jī)負(fù)責(zé)試驗(yàn)中對舵機(jī)以及負(fù)載模擬系統(tǒng)的控制。下位機(jī)軟件主要包括初始化模塊、試驗(yàn)控制模塊、通訊模塊和狀態(tài)監(jiān)測模塊等組成部分。其具體功能包括：

　　1)現(xiàn)場信號的數(shù)據(jù)采集;

　　2)控制決策與運(yùn)算;

　　3)輸出控制;

　　4)載荷數(shù)據(jù)的上傳。

　　上、下位機(jī)軟件之間的數(shù)據(jù)通信通過高速數(shù)據(jù)通訊卡完成。數(shù)據(jù)通訊卡采用全雙工模式，通訊內(nèi)容包括：上位機(jī)下傳至下位機(jī)的啟動、停止、自檢等指令以及控制參數(shù)、載荷譜和運(yùn)動譜參數(shù)等信息;下位機(jī)上傳至上位機(jī)的用于實(shí)時(shí)顯示和保存的現(xiàn)場數(shù)據(jù)等信息。所用的通訊過程均按照約定的通訊協(xié)議完成。

　　當(dāng)軟件程序開始運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)會首先對各個(gè)系統(tǒng)參數(shù)以及板卡端口進(jìn)行初始化。工作人員可以通過上位機(jī)軟件程序提供的人機(jī)交互界面進(jìn)行傳感器標(biāo)定、控制參數(shù)設(shè)定、試驗(yàn)任務(wù)選擇等操作。當(dāng)開始試驗(yàn)后，上位機(jī)會通過通訊模塊將控制參數(shù)與指令下傳給上位機(jī)，并同時(shí)建立數(shù)據(jù)顯示線程與數(shù)據(jù)保存線程，將下位機(jī)上傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以動態(tài)曲線的形式顯示在終端顯示器并保存于存儲介質(zhì)中，以方便工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)測或日后調(diào)用。舵機(jī)負(fù)載模擬系統(tǒng)的整個(gè)閉環(huán)控制均在相應(yīng)下位機(jī)中完成，其過程包括接收上位機(jī)控制參數(shù)及指令，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并做超差檢驗(yàn)，完成控制器計(jì)算及輸出和向上位機(jī)上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等步驟。軟件系統(tǒng)工作流程圖如圖3所示。

　　圖3 系統(tǒng)軟件流程圖