在虛擬儀器中，使用相同的硬件系統(tǒng)，通過(guò)不同的軟件編程，就可以實(shí)現(xiàn)功能完全不同的測(cè)量?jī)x器。對(duì)于轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力性測(cè)試的多功能測(cè)試要求，用戶(hù)可以根據(jù)各測(cè)試功能的需要將具有一種或多功能的通用模塊相結(jié)合, 并且調(diào)用不同功能的軟件模塊, 就能完成不同的測(cè)試任務(wù)。轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)Lab Windows/CVI程序的基本任務(wù)有3個(gè)：①通過(guò)軟件編程設(shè)計(jì)各種測(cè)量模塊, 完成各種測(cè)量任務(wù)的程序設(shè)計(jì)；②通過(guò)軟件編程輸出交流電機(jī)所需的激磁電流放大信號(hào)，控制交流電機(jī)的加載；③為各測(cè)試功能模塊設(shè)計(jì)相應(yīng)的面板, 并按轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)結(jié)果顯示系統(tǒng)。圖2為汽車(chē)轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控軟件的前面板圖。

圖2 汽車(chē)轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控軟件前面板

5.1 信號(hào)采集模塊

Lab Windows/CVI為大多數(shù)數(shù)據(jù)采集卡、總線(xiàn)等相關(guān)設(shè)備提供了驅(qū)動(dòng)程序，在使用過(guò)程中只要安裝了驅(qū)動(dòng)程序，就可以調(diào)用相關(guān)的函數(shù)完成對(duì)設(shè)備的初始化、配置等操作。對(duì)于中泰USB7333數(shù)據(jù)采集卡，由于Lab Windows/CVI提供的儀器驅(qū)動(dòng)程序無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)，故采用直接操作端口地址法，用C語(yǔ)言提供的端口輸入函數(shù)inp ( )、inpw( )和端口輸出函數(shù)outp ( )、outpw( )對(duì)系統(tǒng)板端口直接操作，以實(shí)現(xiàn)底層I/O驅(qū)動(dòng)。

5.2 加載阻力計(jì)算模塊

加載阻力計(jì)算模塊的輸入為滑行實(shí)驗(yàn)獲得的模型系數(shù)、車(chē)速、滾筒半徑、整車(chē)質(zhì)量以及質(zhì)量換算系數(shù)。此模塊的功能是把速度信號(hào)按等距離離散化生成一系列數(shù)列，然后對(duì)生成的數(shù)列每相鄰兩點(diǎn)進(jìn)行微分，近似求出該段中點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)，然后輸出各點(diǎn)導(dǎo)數(shù)即為角加速度數(shù)列。得到加速度數(shù)值后，再按上文的加載阻力計(jì)算公式以圖形化程序進(jìn)行計(jì)算即可得到模擬的加載阻力作為此模塊的輸出。加載阻力計(jì)算原理圖如圖3所示。

圖3 加載阻力計(jì)算原理圖

5.3 控制信號(hào)輸出模塊

由永磁同步電機(jī)在兩相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型可知：在極對(duì)數(shù)和反電勢(shì)系數(shù)不變的情況下，交流電機(jī)的輸出電磁轉(zhuǎn)矩和定子電流的軸分量呈線(xiàn)性關(guān)系。即一定的模擬加載阻力矩對(duì)應(yīng)一定大小的模擬勵(lì)磁電流。由行駛阻力計(jì)算模塊計(jì)算出的模擬加載阻力矩為控制量的輸出信號(hào)，對(duì)這個(gè)輸出量進(jìn)行標(biāo)定后，由得到相應(yīng)的模擬勵(lì)磁電流。得到的勵(lì)磁電流信號(hào)將通過(guò)指定的數(shù)據(jù)采集卡輸出通道輸出給信號(hào)處理及電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

6 結(jié)論

由虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和基于Lab Windows/CVI的加載阻力模擬程序構(gòu)成。在普通PC機(jī)的硬件平臺(tái)上，對(duì)虛擬儀器的硬件和軟件進(jìn)行一定的配置后，就可以通過(guò)加載設(shè)備對(duì)模擬車(chē)輛行駛阻力進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，從而較精確地模擬車(chē)輛的行駛狀況。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè)控系統(tǒng)相比，基于虛擬儀器技術(shù)的測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，硬件驅(qū)動(dòng)均有相應(yīng)的配套軟件給予支持。同時(shí)，基于Lab Windows/CVI的程序編程工作量相對(duì)較小，便于調(diào)試和修改。通過(guò)虛擬儀器構(gòu)成的轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)演示系統(tǒng)也可以借助普通PC機(jī)的顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和打印，也可以通過(guò)Lab Windows/CVI相應(yīng)功能模塊方便地完成。

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