(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210562188.3 (22)申请日 2022.05.23 (71)申请人 淮阴工学院 地址 223000 江苏省淮安市经济技 术开发 区枚乘东路1号 (72)发明人 许豪　张涛　伏兆娣　顾权镐　 王宝健　武莎莎　付丽辉　丁卫红　 丁祖军　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G01R 31/34(2006.01) G06F 9/451(2018.01) (54)发明名称 基于LabVIEW的电机测控系统及监控界面设 计方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于LabVIEW的电机测控 系统及监控界面设计方法， 所述系统包括供电电 源、 基于LabVIEW的测试开发平台的PC机、 直流稳 压电源、 被测直流电机、 电机驱动器以及LabVIEW 监控界面； 监控界面包括操作界面和曲线监测界 面； 操作界面可以实时显示电机的运行参数并控 制电机启停、 撤销报警， 也能设置电机的旋转圈 数和电机转速， 还能设置电流、 转速、 转矩的Kp、 Ki、 Kd值； 曲线监测界面可以显示电机的电流、 扭 矩、 转速、 iq、 id的幅值随时间变化的关系， 并自 动记录保存。 本发明满足直流电机的实时测控的 需求， 解决了传统电机测试精确度不高的缺陷； 本发明可完成多样化的功能设计， 通过采用分层 级、 分模块的方法来进行程序设计， 更好地实现 设计要求。 权利要求书2页 说明书4页 附图7页 CN 114994529 A 2022.09.02 CN 114994529 A 1.一种基于L abVIEW的电机测控系统， 其特征在于， 包括供电电源、 基于L abVIEW的测试 开发平台的PC机、 直流稳压电源、 被测直流电机、 电机驱动器以及LabVIEW监控界面； 所述供 电电源与P C机相连， 所述P C机通过USB连接线与电机驱动器进 行通讯； 所述直流稳压电源与 电机驱动器相连， 为其提供直流恒压； 所述电机驱动器用于在测试所述电机的性能时， 驱动 所述霍尔模块动作采集转子位置信息和电机温度数据， 驱动通信模块发送和接 收信息， 以 及驱动电流采样模块采集所述电机电流， 并将其显示于LabVIEW 监控界面。 2.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW的电机测控系 统， 其特征在于， 所述电机驱 动器包括STM32主控模块、 霍尔位置传感器模块、 电机驱动模块、 电流采样模块、 串口PC通信 模块。 3.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW的电机测控系 统， 其特征在于， 所述监控界 面基于LabVIEW开 发， 监控界面包括操作界面和曲线监测界面； 所述操作界面包括测试模式 选择框、 串口选择界面、 系统状态界面、 启停界面、 旋钮界面以及PID调节界面， 用于实时显 示电机运行状态， 通过界面参数设置与调节， 实现对电机的控制动作； 所述曲线监测界面用 于实时显示电机当前运行状态的波形， 还能够导出图表、 导出 数据。 4.根据权利要求3所述的一种基于LabVIEW的电机测控系 统， 其特征在于， 所述测试模 式选择框能够检测寄存器 状态， 读取电机电流、 电机电压、 电机转速、 电机功率。 5.根据权利要求3所述的一种基于LabVIEW的电机测控系 统， 其特征在于， 所述串 口选 择界面包括串口刷新框和串口选择框， 串口刷新框用于读取已经连接的串口， 串口选择框 用于选择已经读取 的串口， 当选择 的串口与使用的串口一致时， 串口指示灯与检测界面指 示灯同时变为绿灯。 6.根据权利要求3所述的一种基于LabVIEW的电机测控系 统， 其特征在于， 所述系 统状 态界面包括系统运行指示灯、 功 率检测窗口、 温度检测窗口、 电压检测窗口、 圈数表盘、 转速 表盘以及运行状态显示窗口； 启停界面包括开始按钮、 停止按钮、 复位按钮、 取消按钮， 启停 界面能够控制电机的启动和停止， 当电机运行 出错时， 通过 取消按钮消除警告。 7.根据权利要求3所述的一种基于LabVIEW的电机测控系 统， 其特征在于， 所述旋钮界 面包括圈数设置旋钮和转速设置旋钮； 通过转动圈数旋钮能够设置电机圈数， 通过调节转 速按钮能够设置电机转速 。 8.根据权利要求3所述的一种基于LabVIEW的电机测控系统， 其特征在于， 所述PID调节 界面包括电流PID控制区、 转速PID控制区、 转矩PID控制区， 能够单独设置电流、 电压、 转速 的Kp、 Ki、 Kd值的实时调节。 9.根据权利要求3所述的一种基于LabVIEW的电机测控系 统， 其特征在于， 所述曲线监 测界面包括电流、 扭矩、 转速、 iq、 id的实时波形图表界面， 所述波形图表能够显示电流、 扭 矩、 转速、 iq、 id的值与时间的关系； 波形能够根据纵坐标的上下限进行自适应调节， 数据能 够被自动记录并保存、 导出， 也能够进行自定义调节颜色、 线条样式、 图表样式、 曲线平滑 度， 通过设置不同的样式加以区分不同参数的波形。 10.一种基于LabVIEW的电机监控界面设计方法， 所述方法采用如权利要求1 ‑9所述的 一种基于LabVIEW的电机测控系统， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)实时控制与数据采集： 对电机的实时控制， 对状态参数实时显示， 具体包括： 控制模 式选择、 电机启停控制与报警消除， 转速控制、 旋转圈数控制、 PID参数调节以及转速、 圈数权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114994529 A 2的读取显示， 电机实时电压、 实时电流、 实时功率以及温度的读取显示； (2)曲线监测数据存储与导出： 曲线监测数据被自动记录并保存， 实验结果按照一定的 格式呈现出来， 导出Excel文件； (3)寄存器数据发送： 首先检测串口开断， 若串口已打开， 则系统不需要进行初始化， 若 串口未打开， 则需要进行系统初始化； 初始化后， 写入控制命令， 将控制命令经由串口发送 到单片机； (4)寄存器数据读取： 单片机接收控制命令后， 将数据返回发送到上位机， 上位机读出 所得到的数据， 若数据帧正确响应， 则将返回的字符串转换成字节数组， 将2进制字转换成 16进制字， 选取相应的值调出寄存器数据； 若数组帧错误响应， 返回错误码， 终止发送， 重新 读取数据； (5)LabVIEW与下位机之间进行通讯； 具体为： (5.1)串口初始化： 按照约定好的参数对串口进行设置， 主要包括串口号、 波特率、 数据 位、 校验位、 停止位； (5.2)生成控制命令数据帧： 首先进行CRC校验， 并将得到的校验值写入并生成控制命 令数据帧； (5.3)串口写入控制命令 并设定延时： 把生成的控制命令数据帧写入指定串口， 通常设 置100ms的延时时长； (5.4)串口读取 下位机的返回数据： 读取 下位机STM 32回发的数据帧； (5.5)对读取的回发数据帧进行拆分解析， 提取有效数据信息， 分别在对应区域进行显 示。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114994529 A 3