基于LabVIEW的電機壽命測試控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

作者：王瑛時間：2019-01-29 來源：電子產(chǎn)品世界

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作者王瑛(奇瑞新能源汽車技術(shù)有限公司，安徽蕪湖 241002)

本文引用地址：http://2s4d.com/article/201901/397265.htm

　　摘要：本文介紹了基于LabVIEW的電機 壽命測試控制系統(tǒng)，詳細介紹了其系統(tǒng)架構(gòu)和測試平臺的搭建，并對電機 壽命測試的工作過程做了詳細的說明。系統(tǒng)具有友好的人機交互界面，控制效果好，可靠性高。

　　關(guān)鍵詞：LabVIEW;電機;壽命測試;控制系統(tǒng)

　　*基金項目：蕪湖市科技重大專項“高性能平臺化電驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)”(項目編號2017zd01)。

　　0 引言

　　LabVIEW是美國NI公司推出的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，具有簡潔圖形化編程環(huán)境和強大的功能。它廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集與控制、信號處理、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域。采用虛擬儀器技術(shù)，有以下優(yōu)勢：1.突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲等方面的限制;2.利用計算機豐富的軟件資源，增加了系統(tǒng)靈活性;3.通過軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法，實時、直接地對測試數(shù)據(jù)進行各種分析和處理，通過圖形用戶界面(GUI)技術(shù)，真正做到界面友好，人機交互^[1]。

　　本文利用了LabVIEW的上述特點，設(shè)計了電機壽命測試控制系統(tǒng)，可以根據(jù)測試工況自動運行，實時監(jiān)測電驅(qū)動系統(tǒng)的狀態(tài)，系統(tǒng)異常時自動停止并報警，保障系統(tǒng)安全，實現(xiàn)了電機壽命測試的自動化。

　　1 控制系統(tǒng)設(shè)計

　　1.1 系統(tǒng)原理及架構(gòu)

　　本文設(shè)計的電機壽命測試控制系統(tǒng)是采用美國NI公司的LabVIEW8.0軟件平臺和NI PXI-8464 雙端口收發(fā)器，NI PXI-6528 I/O模塊構(gòu)建而成，其系統(tǒng)組成如圖1所示。電機壽命測試控制系統(tǒng)由同軸相連的永磁同步電機1和永磁同步電機2、電機控制器1、電機控制器2、高壓電源、低壓電源(圖中未畫出)、報警燈驅(qū)動模塊、報警燈以及LabVIEW上位機組成。LabVIEW通過PXI-8464分別與電機控制器1和電機控制器2進行CAN通訊，PXI-6528輸出的數(shù)字信號給報警燈驅(qū)動模塊，用以控制報警燈的工作。本系統(tǒng)采用LabVIEW軟件所提供的工具包搭建壽命測試控制平臺，其實現(xiàn)的功能主要有：實時采集CAN總線上的數(shù)據(jù)并顯示;按照預(yù)先定義的壽命測試工況自動發(fā)送控制指令給電機控制器1和電機控制器2;記錄測試數(shù)據(jù);實時監(jiān)控電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài);系統(tǒng)運行異常時報警燈閃爍并響警鈴。

　　2 測試控制平臺搭建

　　電機壽命測試控制系統(tǒng)是基于LabVIEW8.0版本進行設(shè)計的。該設(shè)計中前面板共包括五個選項卡(見圖2)：首頁、控制、監(jiān)測、波形和預(yù)留頁面。該控制系統(tǒng)可實現(xiàn)控制、監(jiān)測、顯示、記錄等功能。打開該系統(tǒng)，選擇測試工況文件，選擇數(shù)據(jù)記錄路徑，點擊“開始測試”便可進入測試工況。點擊“一般保存”或“故障時保存”便可實現(xiàn)周期性實時存儲測試數(shù)據(jù)或故障發(fā)生后觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲功能來保存測試數(shù)據(jù)。此時可以在控制、監(jiān)測和波形選項卡頁面讀取電機和電機控制器的控制信息、狀態(tài)信息和故障信息，若有故障發(fā)生，該系統(tǒng)可發(fā)出報警信號，并自動按預(yù)定順序安全停止電機運行。

　　電機壽命測試控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見圖3所示，其主要模塊有：輸入模塊、CAN通訊模塊、測試控制模塊、故障診斷模塊、顯示模塊和存儲模塊等。

　　3 工作過程

　　電機壽命測試控制系統(tǒng)LabVIEW上位機界面運行后，系統(tǒng)自動讀入所選定的測試工況數(shù)據(jù)到LabVIEW程序中。

　　本文中的CAN通訊模塊包括CAN0和CAN1兩個模塊，分別用于與電機控制器1和電機控制器2的通訊。其中每個CAN模塊都包含數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)解碼、數(shù)據(jù)接收四個子模塊。

　　點擊“開始測試”按鈕后，時鐘模塊顯示測試開始時間和當前時間。電機壽命測試控制系統(tǒng)通過CAN數(shù)據(jù)編碼子模塊把所讀取的測試工況，主要為電驅(qū)動系統(tǒng)的控制信息，編碼成CAN消息的格式，通過CAN數(shù)據(jù)發(fā)送子模塊發(fā)送到CAN總線上，兩臺電機控制器從各自的CAN總線上接收CAN消息用于控制永磁同步電機的工作。電機壽命測試控制系統(tǒng)通過CAN數(shù)據(jù)接收子模塊接收CAN總線上的消息，通過CAN數(shù)據(jù)解碼子模塊把CAN消息解析成相應(yīng)的物理量，主要為電驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)信息和故障信息，若有故障發(fā)生，報告相應(yīng)的電驅(qū)動系統(tǒng)故障，在前面板監(jiān)測頁面點亮相應(yīng)的報警指示燈。