一种基于LABVIEW的地面无人机电机电调测试系统及方法与流程

本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种基于labview的地面无人机电机电调测试系统及方法。

背景技术：

随着无人机时代的来临，对于无人机的普及越来越广泛，大到军工领域，小到家庭的拍摄，无人机越来越得到社会的认可，对于无人机配件测试系统市场上还是空白，无人机在飞行过程中有很多不确定的因素，比如电机动力负载，电调出现故障等，都能导致无人机炸机。造成很多不必要的损失，现有的技术中都是单个测试配件，这样达不到配件整体测试的稳定性。购买后的电调和电池能不能到自己需要的需求没办法去验证，直接装机如果配件不匹配不兼容，就会面临炸机的危险。这样既保证不了安全和浪费了相当大的财力。飞机配置在组装前段的测试是不可缺少的不部分。目前的装机者数据来源都是依据电机或者电调厂商给的数据这样的数据还是有所偏差，做不到整体检测安全性、数据的确定性等。测得参数不全面，并且测试精度很低；电机，桨，电调三者的互相匹配才能达到最大的动力值。如果浆小会导致无人机装配完毕后导致升力达不到要求。或者桨太大会导致电机负载，最后电机烧毁，炸机的危险。如果电调和电机不匹配会导致电机需要的电流峰值电调达不到导致电机烧毁的危险。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前的装机者数据有偏差，做不到整体检测安全性、数据的确定性等；测得参数不全面，并且测试精度很低；因为器件长产问题，电机每一个都是不一样的做不到两个电机各种数据完全相同；都有一定的误差值。本发明在适配无人机之前针对电机电调桨三者的关系，可以得到完善的三者之间的数据对比，不会出现在无人机装配完毕以后发生电机烧毁和炸机的危险。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于labview的地面无人机电机电调测试系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于labview的地面无人机电机电调测试系统，所述基于labview的地面无人机电机电调测试系统包括：配置模块、信号发生器；

配置模块主要功能：串口的配置，信号通道的配置，采集数据文件的位置；

所述信号发生器包括：参数配置模块、数据采集模块、数据显示模块、数据处理模块；所述参数配置模块、数据采集模块、数据显示模块、数据处理模块通过usb连接串口；

所述参数配置模块，用于在上位机软件连接下位机是需要进行的参数的配置；

数据采集模块，用于采集下位机各种传感器通过数据线接收到的数据；

数据显示模块，用于显示下采集模块采集到的下位机的传感器数据；

数据处理模块，用于处理数据采集模块采集到的数据经过相应的运算显示到软件的显示模块上。

进一步，所述信号发生器通过usb数据线于计算机连接，压力传感器、升力传感器、扭矩传感器安装设备工作台，并与数据采集卡相连接。

本发明的另一目的在于提供一种所述基于labview的地面无人机电机电调测试系统的基于labview的地面无人机电机电调测试方法，所述基于labview的地面无人机电机电调测试方法包括以下步骤：

步骤一，串口的通信初始化，串口配置正确的数据通道；

步骤二，通道设置和记录设置，通道设置为设置要采集的数据通道，记录设置为数据要存储的文件位置；

步骤三，对数据进行数据的处理和相应运算以及处理，通信控制有visa写入、visa读取、visa关闭，函数进行完后完成；

通信控制和数据处理，首先进行visa配置串口，vi_attr_asrl_end_in属性设置为识别终止符。如值为false，vi_attr_asrl_end_in属性设置为0(无)且串行设备不识别终止符。波特率默认值为9600，我们应该设置为57600。首先visa资源名称指定要打开的资源，visa接收到串口数据首先放置到i/o接收和传输缓冲区。指明i/o缓冲区的大小，以字节为单位。大小应略大于要传输或接收的数据数量。如在未指定缓冲区大小的情况下调用该函数，函数可设置缓冲区大小为4096字节。如未调用该函数，缓冲区大小取决于visa和操作系统的设置。最后visa资源名称和通信数据进行输出链接信号发生器。

步骤四，电机的传输信号和数据解析和显示。

传输信号和数据处理，首先通过usb信号线链接上位机软件，在上位机软件中控制参数配置的模块，设置相应的占空比使电机工作，电机工作以后工作转速传感器得到相应的转速数据，显示在工作台，通过相应的运算得到实际数据最后显示与上位机用户界面当中。通过升力传感器可以得到电机在装浆工作的时候在不同转速下的升力数据，显示在工作台。通过相应的运算得到实际数据最后显示与上位机用户界面当中。

进一步，所述步骤一中：串口波特率为57600bit/s；信号发生器的参数设置频率应为54.00hz，幅度的设置为0，占空比为5％开始逐步上调；偏置设置为100％，输出信号波形为方波。

本发明的另一目的在于提供一种安装有所述基于labview的地面无人机电机电调测试系统的无人机。

本发明用于无人机配件电机电调的自动检测和各种数据的采集，准确的得到相应的数据，验证器件的相关性能和不足。包括电机的电压、电流、最大转速、最大升力数据参数的测试。

下面是一个测试的相关数据表

从数据表上可以看出本发明可以在不同的电机在适配不同的桨的情况下，在额定的电压和电流的情况下得到相应的升力和转速等数据，通过三相电流得到电调在额定的电压和电流下模拟正常飞行时候的工作状态。针对在无人机在适配完成后试飞阶段发生的事故能有效的预防和检测。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于labview的地面无人机电机电调测试系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的基于labview的地面无人机电机电调测试方法流程图；

图中：1、配置模块；2、信号发生器；2-1、参数配置模块；2-2、数据采集模块；2-3、数据显示模块；2-4、数据处理模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

电子采集技术主要利用快速的计算和采集，从客观事物中提取相关的数据。通过软件加以处理，最终用于实际检测，测量和控制；大大提高了无人机的安全性，数据测量的确定性；最大特点是数据采集速度快，数据精准度高。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于labview的地面无人机电机电调测试系统包括：配置模块1、信号发生器2。

信号发生器2包括：参数配置模块2-1、数据采集模块2-2、数据显示模块2-3、数据处理模块2-4。

参数配置模块2-1、数据采集模块2-2、数据显示模块2-3、数据处理模块2-4通过usb连接串口；

参数配置模块2-1，用于在上位机软件连接下位机是需要进行的参数的配置；

数据采集模块2-2，用于采集下位机各种传感器通过数据线接收到的数据；

数据显示模块2-3，用于显示下采集模块采集到的下位机的传感器数据；

数据处理模块2-4，用于处理数据采集模块采集到的数据经过相应的运算显示到软件的显示模块上。

如图2所示，本发明实施例提供的基于labview的地面无人机电机电调测试方法包括以下步骤：

s201：串口的通信初始化，串口配置正确的数据通道，串口初始化与信号发生器参数按照标准进行配置；

s202：数据采集部分通道设置和记录设置，通道设置为设置要采集的数据通道，记录设置为数据要存储的文件位置；

s203：数据采集卡对数据进行数据的处理和相应运算以及处理，通信控制有visa写入、visa读取、visa关闭，函数进行完后完成；

s204：上位机软件完成电机的传输信号和数据解析和显示。

在步骤s201中：串口初始化与信号发生器参数按照标准进行配置：波特率为57600bit/s；信号发生器的参数设置频率应为54.00hz，幅度的设置为0，占空比为5％开始逐步上调；偏置设置为100％，输出信号波形为方波。

下面结合实验对本发明的应用效果作详细的描述。

(1)本发明能够测试的几项参数，包括电机的转速，电机装浆后的升力数据，扭矩，电调的三相电流数据和电机运作时的电压数据。

电机转速：电机上电以后通过上位机软件发送指令给电调，电调通过pwm波的方式给电机是电机工作，通过转速传感器的光纤的采集得到的数据分别发送到设备显示器端和pc软件端。测试方法：通过软件设置占空比给电调电机开始转动转速传感器开始接受数据得到相应的转速数据。

电机装桨后的升力：电机装桨在工作的时候产生的升力。测试方法：设点电机的电压，信号发生器所产生的占空比，使得电机工作通过升力传感器得到电机带桨得到的升力相关比例和数据。

扭矩：电机静止时，外力在转盘中心轴1cm的地方是电机转动时所连带的运动是力。测试方法电机装浆在工作的时候产生的扭矩，通过扭矩传感器得到相关的数据得到电机在相关速度得到的扭矩。

电调的三相电流：电机在工作的时候，电调的三根线的三相电流。测试方法：使用封装测电流仪器得到相关电流最后显示在labview显示三相电流的用户界面中。

电机运作时的电压和电流：电机的大小不同需要设置的电压也不同，通过ni数据采集卡的0-5v电压模拟电压输出的0-50v电压，模拟输出信号和格式为单端输出时候的名称aix，后跟差分输入时的名称(aix+/-)。模拟输出是将数字码转换成模拟电压的数模转换器(dac),满足调节不同电机需求的不同电压。

(2)通过相关实验可以准确不同电机在配不同浆的情况下各项升力、转速等数据，表1贴电调飞盈佳乐80a，碳纤维3010毫克航空系列的桨pbb30*10实验电机朗宇电机x8016kv90的相关实验。

表1

通过测试的各项数据与朗宇电机厂家x8016kv90系电机测试数据对比有较小的误差误差比例在1％-3％范围内，与毫克航空系列碳纤维桨pbb30*10在49.1v电压的环境下有很小的差距误差在1％左右的数据差距。

表2

朗宇电机官方实验数据。

通过实验数据对比，朗宇电机官方的数据和我方数据有一定的误差，不排除不能解决的因素，在装配时以设备检测到的相应数据为准确数据进行飞行测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。