基于LabVIEW的伺服系统测试仪设计综述(4)

2018-12-29 19:08

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图3.7 三种信号的数据保存

用这种方式保存的数据的缺点就是生成一个波形,保存一次,停止运行再开始下一个波形数据的保存。数据写入的流程框图如图3.8所示。

图3.8 文件写入流程图

3.3 三种信号加均匀白噪波的生成

生成加上白噪波后的波形是为了做后面的误差分析,来替代从设备中反馈过来的数据。在前面三种波形生成的程序框图上添加一个“均匀白噪声”控件,它

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的幅值选取0.2,这样可以合适的在波形中显示出误差。具体如下,右击选择“信号处理”找到“信号生成”中的“均匀白噪声”控件,放入“事件结构”中,“均匀白噪声”控件的输入端“幅值”创建常量0.2,输入端“采样”与“采样”数输入控件相连,输出端与波形信号输出通过一个“加”控件相连,输出与波形图连接即可。

其具体程序框图如图3.9所示,

图3.9 三种信号加均匀白噪波的程序框图

正弦波和等速波加上均匀白噪波后,其前面板及波形如图3.10和3.11所示,

图3.10 正弦波加上均匀白噪波后的前面板及波形图

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图3.11 等速波加上均匀白噪波后的前面板及波形图

3.4 正弦信号与等速信号的误差分析

要进行正弦信号与等速信号的误差分析,首先要读文本文件,从文本文件读数据与写数据过程相似:

1) 确定文件路径。 2) 打开文件。 3) 从文件中读字符串。

4) 如果需要,将字符串转换成一个合适的数据类型。

正弦信号与等速信号要计算得性能指标有:最大误差、最小误差和均方差。在for循环下完成文件的读取与扫描,计算最大、最小误差和均方差都有现成的控件,把“数组最大值与最小值”控件和“均方差”控件放在for循环外,与两组数组相连。for循环内放置“扫描字符串”控件,值得注意的是在for循环上放置“移位寄存器”,它的作用是能把前一次循环得到的值用于当前使用,或者是当前的值传给下一次使用。

最基本的for循环由循环框架、重复端口和计数端口组成。重复端口的初始值和步长在LabVIEW中是固定不变的,若要用到不同的初始值或步长,可对重复端口产生的数据进行一定的数据运算,也可以用移位寄存器来实现[13,14]。

移位寄存器的功能是将第i-1,i-2,i-3…次循环的计算结果保存在for循环的缓冲区内,并在第i次循环时将这些数据从循环框架左侧的移位寄存器中送出,供循环框架内的节点使用,其中,i=0,1,2,3…在循环框架上的右键弹出选单中选择Add Shift Register,可创建一个移位寄存器。在第i次循环开始时,左侧每一个移位寄存器便会将前几次循环由右侧移位寄存器存储到缓冲区的数

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据送出来,供循环框架内的各种节点使用。左侧第1个移位寄存器送出的是第i-1次循环时存储的数据,第2个移位寄存器送出的是第i-2次循环时存储的数据,第3个、第4个……移位寄存器送出的数据,以此类推。值得注意的是,左侧的移位寄存器除了初始化时可以输入数据外,其他情况下只能输入数据;而右侧移位寄存器除了在循环结束时向循环外输出数据,其他情况下只能输入数据。

在正弦与等速信号误差分析的程序框图,分为三个部分,第一个部分是从文件读取信号数据,第二部分是扫描字符串创建数组生成波形,第三部分是误差分析。

首先第一部分将用到“文件路径输入控件”、“读取文本文件”、“关闭文件”、“字符串”控件,“读取文本文件”控件的输入端“文件”,与“文件输入控件”相连,“读取文本文件”控件的输出端“引用句柄输出”,与“关闭文件”相连,“引用句柄输出”是函数的读取的文件的引用句柄。根据对文件的不同操作,可将该输入端连线至其它文件函数。如文件被文件路径引用或通过文件对话框被选定,默认状态下将关闭文件。如文件是引用句柄或连线引用句柄输出至其它函数,则LabVIEW认为文件仍在使用,直至它被关闭。“读取文本文件”控件的输出端“文本”,通过移位寄存器与for循环内的“扫描字符串”控件的“输入字符串”端口相连。

第二部分则是将读取的数据生成波形图,其中用到的“扫描字符串”控件的“剩余字符串”端口,与for循环的另外一边的移位寄存器相连接,“扫描字符串”控件的输出端口通过“创建数组”与波形图相连,两组输出通过“创建数组”将在一个波形图上显示出来。

第三部分误差分析,要计算的最大最小误差,以及均方差在LabVIEW中都有现成的控件,可以找到“均方差”控件,“数组最大值与最小值”控件。值得注意的是两个控件都应放在for循环之外,若放在循环内,他将会显示一组数据的误差,那么最大最小误差将会是一样的值。计算均方差时,只要将两个“扫描字符串”控件的输出端与“均方差”控件的输入端相连即可,得到的均方差通过数值显示控件可在前面板上显示出来。计算最大最小误差时,将两个“扫描字符串”控件的输出端通过“减”控件再连到“数组最大值与最小值”控件的输入端即可,同样也是通过数值显示控件在前面板上显示出来。

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总的程序框图如图3.12所示。

图3.12 正弦与等速信号误差分析的程序框图

读取数据到生成波形的流程框图如图3.13所示,

图3.13 文件读取波形生成流程图


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