研究將傳統的測試儀器軟件化,實現更高的測試效率
由於現代軍事裝備日趨大型化、集成化、高速化、自動化,同時綜合化程度也不斷提高,因此,在裝備故障診斷中快速準確地提取故障信號非常重要。但在信號的采集、chuanshuyuchuliguochengzhong,yinwaijiehuodianluneibudeganrao,shixinhaobeizaoshengwuran,jiyouyongdehuanbianxinhaobeijiazadaosuochulidezaoshenghuogaopinxinhaozhong。weici,bizheshejichuyizhongxunixiaoboxinhaotiquyi,kejianghuanbiandeyouyongxinhaocongzhongshibiechulai,bingjiangqiyingyongyumouzhuangbeideceshixitongzhong,yijinxingguzhangbaojingyuzhenduan,huodelejiaohaoxiaoguo。xiaoboxinhaotiquyuanliyingyongxiaobofenxijinxingxinhaotiquzhuyaoshejidaoxiaobodefenjieyuzhonggou,xiamianyiyiweixinhaoweililaijieshaoxiaoboxinhaotiqudeyuanli。xiaobobianhuanzaixinhaotiquzhongdesixiangwei:信xin號hao中zhong的de低di頻pin部bu分fen代dai表biao信xin號hao的de發fa展zhan趨qu勢shi,在zai小xiao波bo分fen析xi中zhong,對dui應ying為wei大da尺chi度du小xiao波bo變bian換huan的de低di頻pin係xi數shu。隨sui著zhe尺chi度du的de增zeng加jia,時shi間jian分fen辨bian率lv的de降jiang低di,信xin號hao的de變bian化hua趨qu勢shi更geng明ming顯xian。從cong頻pin率lv角jiao度du理li解jie,隨sui著zhe分fen解jie層ceng次ci的de增zeng加jia,低di頻pin部bu分fen也ye會hui增zeng加jia,高gao頻pin部bu分fen減jian少shao,信xin號hao中zhong有you用yong的de低di頻pin部bu分fen就jiu會hui顯xian現xian出chu來lai。由you於yu變bian換huan的de基ji波bo不bu一yi樣yang,小xiao波bo提ti取qu的de效xiao果guo也ye不bu一yi樣yang。在zai小xiao波bo提ti取qu處chu理li中zhong,選xuan用yong的de小xiao波bo不bu同tong,提ti取qu效xiao果guo也ye不bu同tong。
儀器儀表/檢測/監控現代製造工程的提取算法可按照如下步驟進行:對信號進行小波分解;高頻係數的濾波處理;用(yong)分(fen)解(jie)的(de)低(di)頻(pin)係(xi)數(shu)對(dui)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)重(zhong)構(gou)。虛(xu)擬(ni)小(xiao)波(bo)信(xin)號(hao)提(ti)取(qu)儀(yi)設(she)計(ji)虛(xu)擬(ni)儀(yi)器(qi)技(ji)術(shu)虛(xu)擬(ni)儀(yi)器(qi)是(shi)現(xian)代(dai)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)和(he)儀(yi)器(qi)技(ji)術(shu)深(shen)層(ceng)次(ci)結(jie)合(he)的(de)產(chan)物(wu),是(shi)當(dang)今(jin)計(ji)算(suan)機(ji)輔(fu)助(zhu)測(ce)試(shi)(CAT)領域的一項重要技術。其基本功能主要有:文件管理、參數設置、信號發生、信號采集、信號處理、顯示等。虛擬儀器由通用儀器硬件平台和應用軟件兩大部分構成。虛基於PC-DAQ的虛擬儀器測試係統結構擬儀器技術的核心強調軟件,並且軟件的編程要建立在硬件的設計功能之上。采用LabVIEW開發平台設計的基於PC-DAQ的虛擬儀器測試係統如所示。其工作流程如下:傳感器測量被測信號,將其轉換為電量信號;信號處理器將傳感器輸出的電量信號進行整形、轉換、濾波處理變成標準信號;數據采集卡采集信號處理器電壓信號,並轉換為計算機能處理的數字信號;通過設備驅動程序,數字信號進入計算機,在LabVIEW平台上,調用信號處理子模板,編寫儀器功能流程和功能算法,設計虛擬儀器前麵板,形成具有不同功能的應用程序。
其中,應用程序包括實現虛擬麵板功能的軟件程序和定義測試功能的流程圖軟件程序,I/O接口儀器驅動程序完成待定外部硬件設備的擴展、驅動與通信。在LabVIEW平台上,一個VI由兩部分組成:前麵板和流程圖(或稱後麵板)。前(qian)麵(mian)板(ban)的(de)功(gong)能(neng)等(deng)效(xiao)於(yu)傳(chuan)統(tong)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)的(de)前(qian)麵(mian)板(ban),流(liu)程(cheng)圖(tu)的(de)功(gong)能(neng)等(deng)效(xiao)於(yu)傳(chuan)統(tong)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)與(yu)前(qian)麵(mian)板(ban)相(xiang)聯(lian)係(xi)的(de)硬(ying)件(jian)電(dian)路(lu)。儀(yi)器(qi)前(qian)麵(mian)板(ban)的(de)設(she)計(ji)指(zhi)在(zai)虛(xu)擬(ni)儀(yi)器(qi)開(kai)發(fa)平(ping)台(tai)上(shang),利(li)用(yong)各(ge)類(lei)子(zi)模(mo)板(ban)圖(tu)標(biao)創(chuang)建(jian)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian),即(ji)虛(xu)擬(ni)儀(yi)器(qi)的(de)前(qian)麵(mian)板(ban)。在(zai)設(she)計(ji)時(shi)要(yao)考(kao)慮(lv)它(ta)的(de)實(shi)用(yong)性(xing),不(bu)能(neng)一(yi)味(wei)追(zhui)求(qiu)華(hua)麗(li)的(de)外(wai)表(biao),要(yao)注(zhu)重(zhong)簡(jian)潔(jie)和(he)適(shi)用(yong)性(xing)。儀(yi)器(qi)流(liu)程(cheng)或(huo)算(suan)法(fa)的(de)設(she)計(ji)是(shi)根(gen)據(ju)儀(yi)器(qi)功(gong)能(neng)要(yao)求(qiu),利(li)用(yong)虛(xu)擬(ni)儀(yi)器(qi)開(kai)發(fa)平(ping)台(tai)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)子(zi)模(mo)板(ban),確(que)定(ding)程(cheng)序(xu)的(de)流(liu)程(cheng)圖(tu)、主要處理算法和所實現的技術方法等。
根據儀器的功能要求,還要確定儀器的接口標準。如果儀器設備具有RS-232串行接口,則直接用連線將儀器設備與計算機的串行接口連接即可;如果儀器是GPIB接口,則需要額外配備一塊接口板,建立計算機與儀器設備之間的通信渠道;如果使用計算機來控製VXI總線設備,則也需要配備一塊接口卡,通過GPIB與VXI總線、VXI主機箱零槽模塊通信,零槽模塊的GPIB-VXI翻譯器將GPIB命令翻譯成VXI命令,並把各模塊返回的數據以一定的格式傳回主控計算機。虛擬小波信號提取儀設計虛擬小波信號提取儀的設計思路為:在LabVIEW平ping台tai上shang,通tong過guo數shu據ju采cai集ji或huo仿fang真zhen生sheng成cheng含han有you噪zao聲sheng或huo高gao頻pin信xin號hao的de低di頻pin緩huan變bian信xin號hao,通tong過guo儀yi器qi前qian麵mian板ban設she置zhi信xin號hao提ti取qu處chu理li的de參can數shu,將jiang參can數shu通tong過guo接jie口kou傳chuan遞di給geiMatlab相應的功能函數,完成信號分析與處理功能,最後將處理結果回傳給LabVIEW進(jin)行(xing)顯(xian)示(shi),虛(xu)擬(ni)小(xiao)波(bo)信(xin)號(hao)提(ti)取(qu)儀(yi)的(de)原(yuan)理(li)框(kuang)圖(tu)如(ru)所(suo)示(shi)。虛(xu)擬(ni)小(xiao)波(bo)信(xin)號(hao)提(ti)取(qu)儀(yi)的(de)原(yuan)理(li)框(kuang)圖(tu)虛(xu)擬(ni)小(xiao)波(bo)信(xin)號(hao)提(ti)取(qu)儀(yi)前(qian)麵(mian)板(ban)虛(xu)擬(ni)小(xiao)波(bo)信(xin)號(hao)提(ti)取(qu)儀(yi)麵(mian)板(ban)中(zhong)主(zhu)要(yao)的(de)控(kong)件(jian)有(you)6個,如所示。儀器前麵板中相應控件的主要屬性設置如所示。中控件的具體使用方法如下:單擊低頻緩變信號頻率按鈕,選擇仿真緩變正弦信號的頻率;單擊高頻信號頻率按鈕,選擇仿真高頻正弦信號的頻率;單擊采樣頻率按鈕,選擇仿真正弦信號的采樣頻率;含噪聲或高頻信號波形顯示屏中顯示含高頻信號的正弦信號;提取後的緩變信號波形顯示屏中顯示低頻緩變信號波形;單擊動態波形按鈕,動態顯示波形。
前(qian)麵(mian)板(ban)控(kong)件(jian)屬(shu)性(xing)設(she)置(zhi)編(bian)號(hao)控(kong)件(jian)類(lei)型(xing)名(ming)稱(cheng)功(gong)能(neng)低(di)頻(pin)緩(huan)變(bian)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)設(she)置(zhi)緩(huan)變(bian)有(you)用(yong)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)設(she)置(zhi)高(gao)頻(pin)正(zheng)弦(xian)波(bo)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)采(cai)樣(yang)頻(pin)率(lv)設(she)置(zhi)正(zheng)弦(xian)波(bo)信(xin)號(hao)的(de)采(cai)樣(yang)頻(pin)率(lv)含(han)噪(zao)聲(sheng)或(huo)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)波(bo)形(xing)顯(xian)示(shi)待(dai)處(chu)理(li)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)信(xin)號(hao)提(ti)取(qu)後(hou)的(de)緩(huan)變(bian)信(xin)號(hao)波(bo)形(xing)提(ti)取(qu)後(hou)的(de)低(di)頻(pin)緩(huan)變(bian)正(zheng)弦(xian)波(bo)信(xin)號(hao)動(dong)態(tai)波(bo)形(xing)是(shi)否(fou)動(dong)態(tai)顯(xian)示(shi)波(bo)形(xing)小(xiao)波(bo)信(xin)號(hao)提(ti)取(qu)儀(yi)流(liu)程(cheng)圖(tu)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)如(ru)下(xia):在zai儀yi器qi前qian麵mian板ban窗chuang口kou中zhong選xuan擇ze如ru下xia路lu徑jing進jin入ru流liu程cheng圖tu數shu據ju流liu向xiang的de連lian接jie虛xu擬ni小xiao波bo信xin號hao提ti取qu儀yi運yun行xing結jie果guo在zai軟ruan件jian設she計ji中zhong,數shu據ju傳chuan遞di是shi通tong過guo節jie點dian方fang式shi完wan成cheng。
按照如所示的連線圖,進行數據流向的連接。最後,運行虛擬儀器的VI文件,調用Matlab工gong具ju箱xiang中zhong小xiao波bo函han數shu對dui含han高gao頻pin的de正zheng弦xian信xin號hao進jin行xing提ti取qu處chu理li,並bing將jiang消xiao噪zao後hou的de正zheng弦xian信xin號hao在zai提ti取qu後hou的de緩huan變bian信xin號hao波bo形xing顯xian示shi屏ping中zhong顯xian示shi出chu來lai,得de到dao虛xu擬ni小xiao波bo信xin號hao提ti取qu儀yi的de運yun行xing結jie果guo如ru所suo示shi。圖tu中zhong左zuo邊bian框kuang內nei為wei被bei汙wu染ran的de含han有you高gao頻pin噪zao聲sheng的de信xin號hao,右you邊bian框kuang內nei為wei提ti取qu出chu的de低di頻pin緩huan變bian信xin號hao。結jie語yu虛xu擬ni儀yi器qi是shi計ji算suan機ji仿fang真zhen技ji術shu在zai儀yi器qi測ce試shi方fang麵mian的de應ying用yong,目mu的de是shi將jiang傳chuan統tong的de測ce試shi儀yi器qi軟ruan件jian化hua,以yi實shi現xian更geng高gao的de測ce試shi效xiao率lv和he更geng強qiang的de測ce試shi功gong能neng。利li用yong該gai技ji術shu開kai發fa的de小xiao波bo信xin號hao提ti取qu儀yi已yi經jing成cheng功gong應ying用yong於yu某mou裝zhuang備bei的de虛xu擬ni測ce試shi係xi統tong中zhong,經jing過guo實shi際ji使shi用yong表biao明ming:可以提高部隊裝備測試的自動化和標準化,降低裝備維修保障的成本,在武器裝備的測試領域具有廣泛的應用前景。http://98fo.cn



