[发明专利]基于以太网及虚拟仪器的磁悬浮实时信号监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于以太网及虚拟仪器的磁悬浮实时信号监测系统，其特征在于，包括控制器、PWM调制器、功率放大器、磁悬浮线圈、磁悬浮转子、位移传感器、AD模块、以太网通信模块和客户端程序；所述控制器一端分别连接PWM调制器和以太网通信模块，所述以太网通信模块连接客户端，所述PWM调制器连接功率放大器，所述功率放大器连接磁悬浮线圈，所述磁悬浮线圈连接磁悬浮转子，所述磁悬浮转子连接位移传感器，所述位移传感器连接AD模块，所述AD模块连接控制器的另一端；

所述控制器用来采集磁悬浮转子五个自由度的振动信号与控制电流信号数据并发送命令将采集到的数据（采样数据）写入以太网通信模块；并能够对磁悬浮转子五个自由度的振动信号和控制电流信号进行调整。

所述PWM调制器用来将控制器采集到的数据转化为脉冲信号；

所述功率放大器用来对脉冲信号进行放大；

所述磁悬浮线圈用来将输出的控制电流转化为对磁悬浮转子的控制力；

所述位移传感器用来采集磁悬浮转子的位移信号；

所述AD模块用来将位移传感器的信号转化为数字量后返回控制器；

所述以太网通信模块用于控制器和客户端之间进行通信；

所述客户端用于接收控制器发送的磁悬浮转子五个自由度的振动信号与控制电流信号数据，并对其进行波形的模拟显示和相关的数据分析。

2.根据权利要求1所述的基于以太网及虚拟仪器的磁悬浮实时信号监测系统，其特征在于，所述控制器在每个数据采样控制周期的等待时间段内将采样数据及发送命令写入以太网通信模块，控制器继续执行下一个采样控制周期的程序，同时以太网通信模块开启发送过程将信号发送到客户端。

3.根据权利要求2所述的基于以太网及虚拟仪器的磁悬浮实时信号监测系统，其特征在于，所述以太网通信模块采用W5300模块，所述W5300模块与控制器之间采用16位数据线进行连接，控制器程序中设置有定时器中断，用来每隔50us左右的时间将AD模块采样返回的数据写入W5300模块中执行发送过程；所述W5300模块包括Sn_IR寄存器和Sn_SSR寄存器，分别用于存储客户端的连接信号和上一次发送内容是否完成的信号。

4.根据权利要求1所述的基于以太网及虚拟仪器的磁悬浮实时信号监测系统，其特征在于，所述客户端程序基于LabView平台开发，能够将数据接收过程与数据处理过程同时进行；所述以太网通信模块采用Tcp传输协议，LabView中有封装完好的Tcp通信控件。

5.根据权利要求1所述的基于以太网及虚拟仪器的磁悬浮实时信号监测系统，其特征在于，所述客户端包括数据处理模块，所述数据处理模块包括十通道的信号波形显示，低通滤波器，实时转速显示，FFT，轴心轨迹，监测结果截屏与录像，时间轴伸缩，各通道信号增益调节，显示范围调节，波形峰值与均值的计算。

6.一种利用如权利要求1-5任一项所述的基于以太网及虚拟仪器的磁悬浮实时信号监测系统进行信号监测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：配置好网络参数，打开Tcp连接，与以太网通信模块建立连接，开始接收过程；

步骤2：控制器采集磁悬浮转子五个自由度的振动信号与控制电流信号数据并发送命令将采集到的数据写入以太网通信模块；

步骤3：以太网通信模块将采样数据传输到客户端；

步骤4：控制器调整磁悬浮转子五个自由度的控制力，从而调整磁悬浮转子的参数并存储在寄存器内作为下一次发送的信号数据。

步骤5：控制器判断是否与客户端连接以及上一次发送的内容是否发送完成，若没有连接客户端或是上一次的发送内容没有完成，则不写入下一次数据，若已连接客户端或上一次的发送内容已完成，则写入下一次数据。

步骤6：客户端显示控制器采集的磁悬浮转子信号数据。

7.根据权利要求6所述的磁悬浮实时信号监测方法，其特征在于，所述步骤5通过读取W5300模块的Sn_IR寄存器与Sn_SSR寄存器的值判断是否与客户端连接以及上一次发送的内容是否发送完成。