[发明专利]基于LabVIEW平台的主动悬挂台架试验测控系统

权利要求书

1.一种基于LabVIEW平台的主动悬挂台架试验测控系统，其特征在于，包括：被测设备、传感器标定模块、信号采集模块、控制信号输出模块、信号预处理模块、测控系统监测模块、控制算法导入模块，上位机，其中测控系统监测模块和控制算法导入模块运行在上位机上；

所述被测设备为主动悬挂硬件系统；

所述传感器标定模块用以对测试所用传感器进行标定，保证测量结果的精确性及可靠性；

所述信号采集模块，用以通过传感器采集主动悬挂系统位移、温度、加速度、压力信号，将数据传送至基于LabVIEW平台的上位机上；

所述控制信号输出模块，用以输出PWM信号，高低电平信号，以及模拟信号，对主动悬挂系统硬件部分进行控制；

所述信号预处理模块，用以对输入输出信号进行预处理，包括为传感器提供恒流源、消除偏置，以及放大输出信号功率以增加输出信号的驱动能力；

所述测控系统监测模块用以对采集的数据进行监测，包括实时频谱分析、数值计算、实时显示、存储回放；

所述控制算法导入模块，用以将simulink/stateflow，LabVIEW或者AMESim编写的控制算法导入该主动悬挂测控系统，利用LabVIEW平台识别出算法的输入输出参数，并向用户显示测控系统的所有硬件I/O端口，使用户可以将算法中输入输出参数与硬件I/O端口建立映射关系，从而建立硬件与软件间的联系，将来自硬件输入设备的测量参数输入到控制算法中，执行控制算法后将控制算法输出的控制信号输出到对应的输出端口。

2.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW平台的主动悬挂台架试验测控系统，其特征在于，所述上位机具有多核处理器，基于LabVIEW并行编程技术，利用任务并行化、数据并行化、流水线式编程模式，将控制算法分配到特点的核上进行独立运算，有效地保证算法的执行效率及实时性、准确性。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于LabVIEW平台的主动悬挂台架试验测控系统，其特征在于，所述信号采集模块包括位移传感器、压力传感器、加速度传感器、温度传感器、模拟信号接口和模数转换器；所述传感器信号经所述模拟信号接口进入所述模数转换器，所述模数转换器进行模数转换后，将转换后信号传至所述上位机，所述上位机对信号进行分析，包括过压、过温时发出警报信号或切除信号。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于LabVIEW平台的主动悬挂台架试验测控系统，其特征在于，所述控制信号输出模块包括，数字I/O接口、PWM信号接口和模拟信号输出接口。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于LabVIEW平台的主动悬挂台架试验测控系统，其特征在于，在上位机PCI卡槽上插入PCI信号采集及输出板卡，信号采集模块将数据传送至PCI板卡的模拟信号接口，经模数转换后，传至上位机。

6.根据权利要求5所述的一种基于LabVIEW平台的主动悬挂台架试验测控系统，其特征在于，控制算法执行后输出的控制信号输出到PCI板卡对应的输出端口。

7.一种基于LabVIEW的主动悬挂台架试验测控方法，该方法使用权利要求1所述系统对主动悬挂台架试验进行测控，包括以下步骤：

1)系统初始化：包括对传感器标定模块、信号采集模块、控制信号输出模块、测控系统监测模块、控制算法导入模块进行初始化，对出现的异常情况进行报错，为测控系统的运行做必要的准备工作；

2)设置测试参数；

3)传感器标定，标定的方法是在有效测试范围内，测5个或更多的点，并输入相应的参数值，计算机根据输入的值，利用线性回归的方法进行计算，得到回归方程、最大标定值、最大电压值、绝对误差、相对误差，并将这些值存入相应的文件中；

4)将控制算法导入主动悬挂台架试验测控系统，建立算法输入输出参数与硬件I/O接口间的对应关系;

5)运行主动悬挂台架试验测控系统，循环执行以下过程：传感器采集的信号传至上位机，上位机执行控制算法，将控制算法执行得到的控制信号输出到被测设备，实现对被测设备的控制，并采集新的输入信号；

6)对测量数据进行实时采集处理和分析，包括对信号滤波拓扑结构，滤波类型，低截止频率，高截止频率，阶数，IIR/FIR滤波功能设置，对所有信号的最大值，最小值，均方根值，基波频率，直流值，周期平均值，上升时间，下降时间进行运算，以及计算加速度和位移信号的幅值谱、均方根谱、功率谱及功率谱密度；

7)对测量数据进行实时存储，将采集的信号以LabVIEW特有的tdms文件格式储存在本地硬盘上，或将数据储存在数据库中；

8)对测量数据进行实时显示及回放，包括将采集的信号在时域和频域上进行实时显示。