[發明專利]基于可視化的永磁同步電機的轉速輪詢式檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201410364657.6
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104166009A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 宋奇吼;曹國紅;童巖峰;徐百釧;陳莉
• 申請（專利權）人: 南京鐵道職業技術學院
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種基于可視化的永磁同步電機的轉速輪詢式檢測系統，其特征在于包括在永磁同步電機的轉子上設置有轉速傳感器,所述的轉速傳感器同帶有SCI模塊的基于DSP的數據采集系統的第一輸入引腳相連接，所述的基于DSP的數據采集系統還通過RS232接口同上位機相連接，所述的上位機帶有基于LabVIEW的轉子的轉速檢測模塊，所述的上位機中還包含有VISA模塊。

2.根據權利要求1所述的基于可視化的永磁同步電機的轉速輪詢式檢測系統，其特征在于所述的基于LabVIEW的轉子的轉速檢測模塊包括有人機交互界面，所述的人機交互界面包括操作界面部分與顯示界面部分，所述的操作界面部分為通過對操作界面的進行操作后就能經過基于LabVIEW的轉子的轉速檢測模塊對上位機發送指令；所述的顯示界面部分分為波形顯示部分和儀表顯示部分，所述的波形顯示部分能夠檢測到選定范圍內永磁同步電機的轉子的轉速數據的整個變化過程；所述的儀表顯示部分能夠穩定顯示永磁同步電機的轉子的轉速的數據。

3.根據權利要求2所述的基于可視化的永磁同步電機的轉速輪詢式檢測系統，其特征在于所述的波形顯示部分通過波形顯示窗口顯示永磁同步電機的轉子的轉速的幅值-時間曲線，所述的儀器顯示部分包括有一個圓弧狀刻度區域，所述的一個圓弧狀刻度區域用來表示永磁同步電機的轉子的轉速值范圍，所述的一個圓弧狀刻度區域的下方各自設置有一個指針狀圖標，所述的一個圓弧狀刻度區域的上方分別設置有用來顯示永磁同步電機的轉子的轉速值的文本框。

4.根據權利要求3所述的基于可視化的永磁同步電機轉子轉速檢測系統，其特征在于所述的操作界面部分包括串口參數設置部分、波形選擇部分、波形調整部分、控制部分以及波形顯示參數設置部分，所述的串口參數設置部分用于對串口通信的參數的初始化，所述的串口參數設置部分包括有用于串行端口號選擇的選擇框和用于設置串口通信波特率的文本框，所述的用于串行端口號選擇的選擇框中預設的選擇值為上位機能夠識別的串行端口號，所述的波形顯示參數設置部分包括用來設置數據IQ格式的轉換模式的文本框、用來設置緩存大小的文本框以及用來設置采樣頻率的文本框，所述的波形調整部分包括用來選擇基于DSP的數據采集系統的通道的選擇按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數據采集系統的通道的幅值進行測量的游標開關按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數據采集系統的通道的時間進行測量的游標開關按鈕、用來顯示被選擇的基于DSP的數據采集系統的通道的幅值的文本框、用來顯示被選擇的基于DSP的數據采集系統的通道的時間的文本框、用于設置游標刻值的文本框以及用于波形移動的左右拉條，所述的控制部分包括開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕，所述的開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕分別對被測波形執行啟動、暫停運行和終止運行的控制，所述的波形選擇部分包括用于選擇顯示永磁同步電機的轉子的轉速波形的點選框，這樣就能通過選擇后在波形顯示窗口顯示用于選擇顯示永磁同步電機的轉子的轉速波形圖。

5.根據權利要求3所述的基于可視化的永磁同步電機轉子轉速檢測系統的方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1：首先啟動基于可視化的永磁同步電機的轉速輪詢式檢測系統，轉速傳感器對永磁同步電機的轉子的轉速進行數據采集，并把采集到的永磁同步電機的轉子的轉速值傳遞到基于DSP的數據采集系統，并通過基于LabVIEW的轉子的轉速檢測模塊運行人機交互界面，在人機交互界面上串口參數設置部分選擇串行端口號和串口通信波特率，并讓串口通信波特率同基于DSP的數據采集系統中的SCI模塊內設置的串口通信波特率一致；

步驟2：在基于LabVIEW的轉子的轉速檢測模塊的其他地方對串口通信的奇偶校驗位、數據比特位和停止位進行設置，所述的對串口通信的奇偶校驗位、數據比特位和停止位設置的值分別同基于DSP的數據采集系統4中的SCI模塊內設置的串口通信的奇偶校驗位、數據比特位和停止位設置的值一致；

步驟3：另外在用來設置數據IQ格式的轉換模式的文本框、用來設置緩存大小的文本框以及用來設置采樣頻率的文本框中分別進行對數據IQ格式的轉換模式、緩存大小以及采樣頻率的設置，通過用來選擇基于DSP的數據采集系統的通道的選擇按鈕進行對基于DSP的數據采集系統的通道的選擇，通過用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數據采集系統的通道的幅值進行測量的游標開關按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數據采集系統的通道的時間進行測量的游標開關按鈕以及用于設置游標刻值的文本框分別進行是否對被選擇的基于DSP的數據采集系統的通道的幅值進行測量做出選擇、是否對被選擇的基于DSP的數據采集系統的通道的時間進行測量做出選擇以及設置游標刻值；

步驟4：通過點選用于選擇顯示永磁同步電機的轉子的轉速波形的點選框來選擇在波形顯示窗口顯示的永磁同步電機的轉子的轉速的波形類別，這樣就完成了初始化設置；

步驟5：然后當點擊了開始按鈕后，所述的基于LabVIEW的轉子的轉速檢測模塊就把測量指令通過RS232接口發送到基于DSP的數據采集系統，而基于DSP的數據采集系統就采用串口FIFO模式的輪詢實現數據接收，而實現數據接收的具體過程為當根據串口FIFO模式的輪詢工作原理，FIFO先接收指令數據，由于指令格式為四個字節，當FIFO接收到四個字節才會進入FIFO接收輪詢，通知基于DSP的數據采集系統4讀取指令并做出響應，所述的發送的測量指令格式為四個字節，所述的發送的測量指令的格式規范為ST**，其中ST為指令頭，用以占位，緊接著ST的第一個字節*表示指令序號，即被測量所對應的索引號，用以識別所要測量的波形，而第二個字節*標識參數標識，該索引號應與DSP程序內設置的波形索引號保持一致，且在傳輸過程中，字母與數字均要轉換為16進制ASCII碼格式表示，所述的測量指令包括有初始化設置的信息，并且基于LabVIEW的轉子的轉速檢測模塊在內存中設置有用來保存當前初始化設置的信息的數組，每次在保存當前初始化設置的信息之前，先把當前初始化設置的信息同上一次保存在該數組中的上一次初始化設置的信息相比較，如果有差異，就將當前初始化設置的信息保存到用來保存當前初始化設置的信息的數組中，如果沒有差異，用來保存當前初始化設置的信息的數組的數據保持不變；

步驟6：當基于DSP的數據采集系統接收到經由RS232接口8傳遞來的包括有初始化設置的信息的測量指令，就會根據初始化設置的信息中的選擇在波形顯示窗口顯示的永磁同步電機的轉子的轉速的波形類別和對基于DSP的數據采集系統的通道的選擇把實時采集的同永磁同步電機的轉子的轉速的波形類別相對應的轉速數據通過選擇的通道發送到上位機中；

步驟7：上位機通過查詢方式實現數據接收，通過查詢方式實現數據接收的過程具體為設置數據接收周期為八倍于數據采集周期，并設置一個計數值為8的計數器，循環檢測計數器的計數，當計數值等于8時，檢測被測波形索引號是否有變化，若波形索引號變化則通知CPU向上位機發送新波形數據并將計數值置0，若索引號沒有變化則向上位機發送當前波形數據并將計數值置0，由此實現上位機接收數據的過程，上位機接收到轉速數據后，基于LabVIEW的轉子的轉速檢測模塊就設置緩存區來存儲接收到的轉速數據，串口通信每次以4個字節為一組的收發數據，接收到的轉速數據為IQ格式的數據，這樣再經過格式轉化將接收到的轉速數據轉換成普通十進制有符號數所表示的波形真實數據，格式轉化的具體方式為先判斷接收到的轉速數據的正負號屬性來導出有符號數，有符號數再經過逆運算即可得到波形真實數據，波形真實數據保存于緩存區中以備生成觀測波形，在數據存放時，每一次循環，數組都會經過向后移位將新讀取到的數據存放在緩存區最前面，數組尾部移出的數據將被剔除；

步驟8：把緩存區中的波形真實數據送到波形顯示窗口針對對應的永磁同步電機的轉子的轉速以幅值-時間曲線的形式進行顯示，或者在儀器顯示部分通過指針狀圖標在圓弧狀刻度區域內標示并在對應的用來顯示永磁同步電機的轉子的轉速值的文本框中顯示轉速值。