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计算机控制

课程设计报告

课程：计算机控制

年级：大三

专业：自动化

学号：2013110213

姓名：周倩

同组成员：严军鹏

指导教师：杨盛高健

三峡大学电气与新能源学院

实验系统简介

1.1．实验系统组成示意图

实验系统组成示意图，如图1所示。

PC机

PC机

NIPCI-6010板卡

DJ6机电平台

机电实验开发系统

图1实验系统组成示意图

PCI-6010板卡和PC机连接，运用PC机软件LabVIEW实现实验程序的编写、加载和调试工作。

1.2.PCI-6010数据采集板卡简介

NIPCI-6010是一款低价位多功能I/O数据采集板卡，提供16路模拟输入〔200?kS/s,?16位〕、2路16位模拟输出、10个数字I/O〔6条数字输入，4条数字输出〕和计数器/定时器I/O〔2个32位80?MHz〕。使用37针D-Sub连接器，可将NIPCI-6010连往任何可用的D-Sub组件。PCI-6010需使用一根电缆及附件方可使用所有I/O。其设备引脚如图2所示。

图2PCI-6010板卡引出脚

1.3.NICB-37F-LP37针D-Sub接线板

NICB-37F-LP是一种37针的D-Sub接线板，如图1-4所示。它带有40个螺栓端子，是一种37针母口D-Sub连接器。带有安装螺栓的前置式37针D-Sub数据采集(DAQ)设备。安装螺栓端子带有一定角度,使I/O信号与37针D-SubDAQ设备的连接更为简易。

图3D-Sub接线板

1.4.DJ6机电实验平台工作原理

1〕选择开关

使用选择开关确定当前为直流电机工作还是步进电机工作，或处于停机状态。

停机状态并不是断电状态，所以平台较长时间不操作，请关闭开关或拔掉电源插头，以减少发热，提高机器寿命。

2〕传动局部

直流电机和步进电机通过橡胶传动带而联动。步进电机的轴同时连接蜗杆传动减速机构，再通过齿轮和皮带局部，将电机的圆周运动转换成皮带的水平运动。

3〕指示局部

皮带水平运动的位移量用指针和刻度尺来量化表示。刻度尺分为16大格，每大格长度为1厘米；每大格分为10小格，每小格长度为1毫米。皮带移动同时带动右端的一只多圈线绕电位器转动，通过改变电位器的接入阻值而改变反应回的电压值，并送入控制接口插座的IN0脚。该反应电压值可用于计算当前的位移量。

4〕限位和断位机构

为了防止指针移出正常工作范围，造成皮带机构卡死或损坏，皮带的两端设有左右限位和断位机构。当指针到达左右限位或断位光敏管位置时，光敏管将产生左右限位或断位信号〔低电平有效〕。

机构产生的断位信号为平台控制电路使用。断位信号有效时，平台控制电路将强行切断电机的输出并点亮故障指示灯，启动故障蜂鸣器报警。这时，只能使用左移或右移键将指针移回正常工作范围，电机才会再次启动。

机构产生的左右限位信号分别送入控制接口的PI0和PI2口，并将左右限位信号的逻辑“与”结果送入控制接口PI6。用户可以灵活使用这几个信号来控制电机的行为。

5〕测速局部

直流电机的轴连接一个测速圆盘〔栅格盘〕，配合测速光敏管，根据电机的转速，产生一定频率的脉冲信号。该脉冲信号被送入控制接口插座的PI4脚，可采集用于计算电机的转速。

6〕控制局部

?直流伺服测速电机局部

正常状况下，由LabVIEW编程送出0～5V的模拟信号，加在直流电机两端，驱动直流电机转动。经一系列传动，带动指针左右移动。

当LabVIEW输出电压为0V时，直流电机以最大速度转动，带动指针以最快的速度左移；当LabVIEW输出电压逐渐增加时，功放输出逐渐减小，直流电机转速减小，指针左移速度变慢；当LabVIEW输出电压为2.5V时，直流电机〔理论上〕停转，指针停止移动；当LabVIEW输出电压逐渐增加，功放输出负电压，直流电机开始反向转动，指针右移〔0V，电机正转，指针左移；2.5V，电机停转，指针静止；5V，电机反转，指针右移〕。

?步进电机〔四相〕局部

正常状态下，PCI-6010板卡接收上位机传来的步进脉冲经缓冲驱动后输出给步进电机。当检测到急停、左移、右移、左断位、右断位信号时，控制程序将作用，控制步进电机分别作出相应的处理。步进电机的速度可以由调节周期控制，步进电机正转时应送出的脉冲顺序〔以四相八拍为例〕为：A?AB?B?BC?C?CD?D?DA?A。

?按键局部

“左移”、“右移”按键按下时，当前工作的电机〔由选择开关确定〕将强制执行左移和右移。用户可使用这两个按键调整指针的位置。如前所述，当指针到达断位光敏管位置时，将由硬件强行使电机停转，同时故障报警。而此时