基于LabWindows／CVI的舵机负载模拟系统设计

　　2系统软件设计

　　控制软件系统采用NI公司的专业开发平台LabWindows/CVI进行开发。该平台是工业控制、测试元件开发的专业平台，具有界面简洁、友好，能较好地模拟工业控制仪器与环境等突出特点，其强大的图形用户界面交互编辑功能与丰富的函数库及网络通信模块使其特别适合工业控制系统软件的开发。

　　控制软件系统分为两大部分：上位机监控及人机对话软件和下位机数据采集与控制软件。为了提高软件的可靠性、保证软件功能的灵活性并满足软件系统的易用性、可扩展性等要求，系统软件采用模块化设计，通过不同的模块来完成软件系统的各个功能。

　　上位机软件不负责负载模拟过程中载荷的控制，而只承担监测、协调与管理下位机的作用。上位机软件系统包括监控模块、系统设置模块、通讯模块和数据处理模块等组成部分。其主要的功能包括：

　　1)GUI界面的人机对话接口;

　　2)试验进程的监测与报警处理;

　　3)对下位机状态的控制与管理;

　　4)控制参数的设置;

　　5)载荷谱、运动谱的设置;

　　6)系统输入输出通道的标定与自检;

　　7)试验数据的保存处理与报表输出。

　　下位机负责试验中对舵机以及负载模拟系统的控制。下位机软件主要包括初始化模块、试验控制模块、通讯模块和状态监测模块等组成部分。其具体功能包括：

　　1)现场信号的数据采集;

　　2)控制决策与运算;

　　3)输出控制;

　　4)载荷数据的上传。

　　上、下位机软件之间的数据通信通过高速数据通讯卡完成。数据通讯卡采用全双工模式，通讯内容包括：上位机下传至下位机的启动、停止、自检等指令以及控制参数、载荷谱和运动谱参数等信息;下位机上传至上位机的用于实时显示和保存的现场数据等信息。所用的通讯过程均按照约定的通讯协议完成。

　　当软件程序开始运行时，系统会首先对各个系统参数以及板卡端口进行初始化。工作人员可以通过上位机软件程序提供的人机交互界面进行传感器标定、控制参数设定、试验任务选择等操作。当开始试验后，上位机会通过通讯模块将控制参数与指令下传给上位机，并同时建立数据显示线程与数据保存线程，将下位机上传的实时数据以动态曲线的形式显示在终端显示器并保存于存储介质中，以方便工作人员实时监测或日后调用。舵机负载模拟系统的整个闭环控制均在相应下位机中完成，其过程包括接收上位机控制参数及指令，对现场数据进行实时采集并做超差检验，完成控制器计算及输出和向上位机上传实时数据等步骤。软件系统工作流程图如图3所示。

　　图3 系统软件流程图