测试平台的定位控制与数据采集程序的综合设计用于完成测试平台的一些必要功能,具体包括测试平台的复位、测试平台的参数设置、测量、测试平台标定、手动操作、数据接口测量。因此在程序设计时,具体设计了系统复位、系统测量参数设置、系统测量、系统标定、手动操作、数据接口测量这几个功能模块。
(1)系统复位
图5-25是系统复位程序的LabVIEW前面板。通过该前面板,可以分别设置X轴、Y轴、Z轴、R轴的运动控制参数,具体包括每个轴的运动方向、加速度、初始速度和驱动速度。运行系统程序并按下“复位”按钮后,系统复位程序会依据给定的运动控制参数来搜寻机械原点,当任意一个轴上安装的定位传感器搜索到机械原点后,对应的轴马上停止运动,相应轴的机械原点分坐标的定位完成。
图5-26是系统复位程序LabVIEW后面的板。其编程思路是:首先通过条件结构判断是否按下复位按钮,若按下复位按钮,则执行条件判断结构里面的层叠式顺序结构程序;执行层叠式顺序结构程序时,先执行层的程序,层的程序里面又有三个平铺顺序结构,这三个平铺顺序结构在程序执行时的时间是同步进行的,在每一个平铺式顺序结构里面,把控制伺服电机运动的参数读取进来并赋给相应伺服电机的定位控制子程序(在系统程序的文件夹里放了X轴伺服电机的定位控制子程序、Y轴伺服电机的定位控制子程序、Z轴伺服电机的定位控制子程序、R轴伺服电机的定位控制子程序),从而同时完成X、Y、Z三轴的机械原点坐标定位;接着再执行R轴的机械原点坐标定位;当任意一个轴的机械原点定位完成后,相应轴的复位完成指示灯会被点亮;在执行系统复位程序的过程中,若按下停止按钮,系统复位程序里的InstStop函数会使所有伺服电机立即停止运动并退出系统复位程序。
(2)系统测量参数设置
图5-27是系统测量参数设置程序的LabVIEW前面板。该前面板用于完成系统测量的板卡参数的具体设置,包括USB1020运动控制卡的每个轴的运动控制参数的设置和USB2817数据采集卡的参数设置。在系统测量中,设计每次测量的点数为30个点,需要为每个测量点设置定位控制的参数,包括每个轴的倍率、运转方向、速度和位移。数据采集卡需要设置的参数包括首末通道、采样频率、接地方式、输入量程和测量时间。
(3)系统标定
图5-28是系统标定程序的LabVIEW前面板。通过该前面板,可以分别对电机定位控制模块和数据采集模块的参数进行标定。对电机定位控制模块的标定包括设置每个轴的电子齿轮比、伺服电机编码器分辨率、机械传动机构的减速比、滚珠丝杆的导程等,系统标定程序会根据上述参数自动运算出每个轴的脉冲当量,以供其他程序用于计算伺服电机需要走的速度和位移。数据采集模块的标定需要设置温度的量程和风速的量程,以适应不同量程的风温、风速传感器测量的需要。
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