02-基于虚拟仪器技术的小车测控系统VIP免费

基于虚拟仪器技术的小车测控系统一、应用背景作为虚拟仪器软件开发平台，Labview在数据采集、显示、信号处理和数据传输等方面具有强大的功能。鉴于目前很多的自动化仪表都是采用模拟仪表盘进行显示，数据的采集、处理过程都要通过复杂的电路实现；整个采集和显示系统价格很高。比如汽车上的速度、里程、油量仪表盘。因此，可以考虑采用现在的虚拟仪器技术来实现这种需要。虚拟仪器技术的出现是测控领域的一个巨大变革。虚拟仪器突破了传统仪器的物理结构和功能的限制，其强大的软件功能使得用户能够根据测试任务的需要随心所欲的组建自己的仪器或系统，或进行仪器的功能扩充、升级。在无需改变电路硬件的情况下，只需应用模块化的软件重新搭配，便可构建具有新的功能的新的虚拟仪器。本课题的研究对象是一个遥控小车，要开发一个测控系统，其中包括一个虚拟仪器：它除了具有常用测试显示功能外，而且还具有控制功能，即通过对仪器的操作来达到对小车的控制。二、结构和测控原理的概述2.1小车结构小车为一个普通四轮遥控玩具小车，遥控器上有一个控制芯片（统一称为控制器），小车车体上也有一个作为接收信号并驱动小车的芯片（姑且把它叫做接收器）。遥控器上有两个扳手，可以动作四个开关，这四个开关分别用来控制小车的左转、右转、前进、后腿。遥控小车的动作是这样完成的：当操作遥控器的扳手分别闭合其中各个开关时，遥控器芯片上晶体管振荡器以不同的频率振荡，共产生四种不同频率的电磁波并通过天线发射出去;而小车的接收器根据接收到频率的不同，接收电路通过其中的控制芯片选通不同电路，从而接通两个电机进行正转或反转;其中一个电机控制前后转，另一个控制左右方向。小车的动力供应是由电池提供，控制器右单节9v电池供电，接收器端由6节1.5v五号电池串联供电。另外，控制器上还有一个控制启用的总开关。2.2测控原理本测控系统分为两大部份：小车速度采集部分和小车控制部分。速度采集部分，是将小车车轮速度信号通过转速传感器采集后，经一个连接器接入插在计算机主机箱扩展槽内的DAQ（数据采集卡）板卡，由计算机软件对数据进行分析处理和显示。小车控制部分：由可分为速度控制和方向控制，基本思想是，对于这样一个采用发射和接收电磁波来进行控制的系统，考虑到可以不改变原有遥控中波的类型，因而也可以不改变原装置中产生、发射和接收此种波的电路，这样原有控制芯片和接收器芯片都可以得到利用。控制的实现是通过在Labview平台上开发的虚拟仪器来进行的。在速度控制方面：由计算机程序控制输出一个合适的电压信号，经过电流放大，然后将它接入接收器的电源输入位置，代替原来小车的电池电源。在不超过接收器芯片的额定电流电压的情况下，在程序中改变输出的电压就可实现小车转速的改变。在放大电路确定不变的情况下，计算机的输出电压与小车的转速存在某种对应关系。根据这种对应关系，我们就可以通过控制输出的电流的大小来达到控制转速的目的。在方向控制方面，由计算机程序输出一种开关量来控制继电器的开闭，继电器动作就代替了原来需要手动来操作扳手进行开闭开关的动作，继电器闭合后，控制器的芯片相应电路的开关打开，电路导通，这样就可发射相应的电磁波对接收器进行控制，接收器接到相应的信号进行相应的方向动作，这样就实现了通过计算机上的虚拟仪器进行方向控制的要求。三、测控系统的设计基于原有芯片基础上的测控系统在结构上分为硬件设计和软件设计两部分。3.1硬件设计硬件部分的连接示意图如图1所示。前面已提到，本课题的研究对象是小车，结构上分为速度采集过程和控制过程，而后者又分为速度控制和方向控制。图1中计算机是控制中心和数据采集站。在进行速度控制时，计算机程序发出一指令，输出一个大小适当的模拟电压信号，经过放大电路将其电流放大后，输送到小车的接收器电源输入端，作为电源；此时打开控制器，即可控制车轮进行前后转，在不超过小车接收器的额定电压和电流的条件下，通过程序调节输出放大电路变压器原有控制芯片继电器组(5个）小车传感器计算机DAQDAQ5V9V15V电流的大小，可以改变小车的转速。在进行方向控制时，计算机程序...