networked measurement & control system of electrorheological transmission based on ni virtual instruments
应用领域：院校
挑战：建立网络化的机电液传动装置的测控系统，进行快速、精确检测电学、力学、热力学等信号，实现在线识别、智能控制机电传动装置，构建了开放、并行、资源共享的科研和教学实验平台。
应用方案：用信号分析仪ni- 4552、数据采集卡pci-mio-16e-1、运动控制卡flexmotion-6c、接线端子umi、任意波形编辑器pci-5411和labview实现机电液传动系统的检测与控制、并用datasocket技术实现远程测控。
关键词：labview电流变液电磁传动电流变流体远程测控
使用的产品：labview；pci-mio-16e-1；pci-5411；ni-4552； pci-flexmotion-6c；umi terminal block
摘 要：
电流变液是一种新型智能软物质，在外加电场作用下，迅速实现液固相的转变，在机电工程具有广阔应用前景。本文全面讨论了用ni虚拟仪器构建的电流变网络化远程检测与控制系统，详细地介绍了系统的结构、功能和实现过程。这是一个并行、开放的科研和教学实验平台, 它可以进行力学、电学和热力学参量的检测、分析与控制。
引言
电流变流体（简称erf: electrorheological fluids）是一种新型智能软物质（soft matter），它的表观粘度、屈服应力等与外加电场、剪切速率等有确定性的因果关系。erf具有“液”─“固”态转化的可逆性、连续可控性、响应的快速性、功耗小等高新技术特征。它将像半导体材料对于电子技术的影响一样，引起机电传动与控制技术的一场革命。
本文用电流变传动装置和ni虚拟仪器为主传动实验装置，构建了应用广泛、功能强大的机电液传动实验系统。
主传动实验装置
如图1所示的机电传动基本实验单元及组合结构（称“实验单元盘”），其中，核心（中心圆）是电流变传动机构和ni虚拟仪器测控系统，它是主体实验。第二层次（中间圆环）是单科性实验，第三层次（外圆环）是综合实验。这个“实验单元盘”的滚动，可以实现机械传动、流体传动、电磁传动、压电传动、电磁流变传动等许多不同形式的传动实验。
装置的检测与控制系统
erf分为无机、有机和复合材料三种，它们的性能不同；电流变传动机构的用途不同，其控制方法也不一样；erf的不同运行参数，它的传动特性也不同。用一般的方法很难满足电流变传动装置的测控要求，本文采用ni虚拟仪器系统构建计算机检测与控制系统， 使主传动机构对于不同材料、不同运行条件、不同用途、组合为不同的传动形式时，能用软件labview实现控制，并且解决了erf需要智能控制的问题。]
如图2所示，需要检测速度、角度、电压、电流、温度、转矩等。控制系统要求步进电机的转速能按不同波形变化、能控制调速电机的转速、电子开关和调节高压电源（0-10kv）的电压。
本系统采用数据采集卡pci-mio-16e-1对输入输出的转矩、转速、转角、外加电压和温度信号进行数据采集，并实现对外加电压信号的控制。采集的信号送入动态信号分析仪ni-4552进行分析处理。利用运动控制卡pci-flexmotion-6c、接线端子umi和任意波形编辑器pci-5411等实现对步进电机进行控制。
如图3为电流变测控系统结构图。erf的力学性质复杂，不同条件下表现为牛顿流体、bingham流体、粘弹性流体和粘塑性体。利用数据采集卡pci-mio-16e-1把输出与输入的角度、速度、力矩信号进行比较，用实验和理论建立起来erf的流变性、传动装置的力学参数和电控制信号之间关系的数据库、知识库，采用解释型的推理,对参考模型进行修正，实现控制结构（即控制电压与机械量的关系式）的变化，从而能够从力学的偏差量，确定控制信号量（电流变剪切场的速度、外加电场的方向、幅值、变化规律、时间、前馈增益等）。采用这样的基于虚拟仪器的智能控制方法，克服了erf复杂流变机理和复杂流动特性所带来的困难。
由于电流变效应为毫秒级，系统采样速率定为40000scans/s。为了模拟人操纵机构，用pci-
5411的波形编辑器waveform editor产生不同波形的信号，驱动步进电机。
建立网络化测控系统
网络化机电传动实验的关键是远程测控技术。这里采用基于虚拟仪器的远程测控方案。
远程虚拟测控系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统构成如图4所示。
在远程测控的情况
