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开题报告 样稿范文 毕业设计开题报告（含课题的及现状、设计要求、工作内容、设计方案、技术路线、预期目标、时间安排及参考文献等内容。 字数为2000左右。 ） 一、课题及现状本课题为自选课题。 超声电机(Ultrasonic Motor,USM)采用一种全新的运行机理。 它不需要磁铁和线圈,而是依靠压电陶瓷的逆压电效应直接将电能转变成机械能,更新了今为止由电磁作用获得转矩的电磁型电机的概念，是当前处于学科前沿的新型电机。 超声电机与传统的利用电磁效应工作的电机相比,具有体积小、重量轻、速度慢、转矩大、响应速度快、控制精度高、运行无噪声、静态(断电时)有保持力矩、不受磁场干扰、也不对周围环境产生磁干扰等优点。 因此，超声电机的研究受到了工业发达国家的普遍重视。 日、美、德等国在超声电机的理论研究和应用方面都投入了大量的人力和财力。 超声电机应用于航天航空、军事、机器人、计算机设备、生物医疗仪器、汽车专用电器、办公自动化设备、精密仪器和仪表等方面，已取得了令人瞩目的成就。 由于超声电机的高功率密度和高速、高频运行的特点，涉及到材料、机械、电磁、电力、电子、自动化、检测技术与计算机控制等血多学科的前沿技术，因此需要深入研究的问题很多。 而在工业过程实时控制中，转速的检测与控制一般占有很大的比重，它对系统的稳态误差及动态响应性能都有着至关重要的影响。 因此，对于此类应用来讲，一个在较大速度范围内具有高分辨率的快捷而准确的测速系统是必不可少的。 目前常用的超声电机测控系统有以下几种， 一、利用单片机控制波形信号产生，通过单片机、键盘、LCD显示实现波形的数字控制，此方法控制简单，但是硬件电路有些复杂,参数存储困难； 二、以FPGA为控制和信号产生核心，具有集成度高，功耗低，并行运算速度快等优点。 本设计利用虚拟仪器技术开发出一种频率、相位差、幅值可调的高性能超声电机驱动和控制系统。 该系统的优势在于结构简单，控制精度高，节约成本，扩展性强，功能用户自定义，技术更新快，开发和维护费用低等。 二、课题的设计要求课题的主要内容是采用虚拟仪器软件设计一超声电机测控实验平台，可以产生驻波型超声电机所需的方波信号，设计简单的超声电机测速电路，并对运动过程曲线进行绘制，自动对比和分析电机的频率和速度关系，找出最佳的工作频率区间。 具体的功能要求如下1.信号产生产生20-80kHz的方波信号，步进可按50Hz左右调节；2.测速电路光电测速，要求测速范围1-200r/min；3.具有保存、绘制频率-速度曲线和时间-速度曲线功能；4.自动扫频，记录不同频率下电机的运行速度，找出电机最佳的工作频率区间；5.设计交互式图形化用户界面，用于设置用户输入和显示程序输出。 三、工作内容1.对超声电机的发展应用状况和超声电机的测试技术发展现状进行了资料收集和；2.构建基于虚拟仪器技术的超声电机动态数据采集系统实验平台，对硬件和软件的设计进行了探讨；3.对数据采集中的分析与处理部分进行了探讨；KC017-24.对实验平台进行实际调试，并对超声电机进行数据采集实验，分析各项参数。 5.撰写毕业设计说明书，参加毕业答辩。 四、设计方案在本文的测控系统中，采用LabVIEW软件作为编程平台，选用NI USB-6009多功能数据采集卡作为数据采集的核心部件，外接测速电路来进行速度的测量。 本系统通过在LabVIEW下编译程序控制数据采集卡产生超声波电机驱动所需的控制信号，可实现两路控制信号频率的改变和相位差的改变。 通过功率放大器，将两路控制信号升压到可以驱动超声电机的电压幅值以驱动电机，其中功率放大器部分不在本设计范围。 再经过速度传感器采集该信号以及外围电路的处理后，由数据采集卡实现实时的数据采集，最后通过计算机对数据进行分析和处理。 本设计利用LabVIEW的特点采用模块化方法，将要完成的测试项目划分为多个模块具体设计，并分别调试。 通过后再把他们连起来，构成一个完整的系统，最后进行整个系统的调试。 系统原理框图如下图所示系统原理框图 五、技术路线本设计主要由采集卡、测速电路、用户界面模块、数据采集模块、数据处理模块、数据存储与显示模块等组成。 具体技术路线如下1.采集卡NI USB-6009是一个低价位多功能数据采集卡，可提供8路模拟输入通道（14位分辨率，48k/s）、2路模拟输出通道（12位分辨率，150s/s）、12条数字输入I/O线、以及一个带全速USB接口的32位计数器。 该设备价位低，应用范围广，故本设计采用它。 2.测速电路该部分采用深圳微芯百年电子科技有限公司的WYC H208槽型光电传感器。 其原理是在电机轴上装多孔纸盘，纸盘随转轴一同转动，传感器中红外接收管将从纸盘孔透射来的光信号转换为电信号，然后通过计数脉冲的频率，即可测得电机转速。 3.用户界面模块这部分设计主要包括速度曲线、速度盘、采样信号测量设定、数据存储及显示的面板窗口。 4.数据采集模块此模块主要功能为通过DAQ助手设定输入通道、采样方式及采样频率。 在实际的采样过程中所取的采样频率要高于理论值，一般为信号最高频率的5-10倍，本设计采用的采样率为1000Hz。 由此模块输出的信号为一组波形数组。 主程序的信号就是这个波形数组。 5.数据处理模块数据处理的核心内容是计算出由数据采集卡获得的脉冲波形的周期。 LabVIEW自带有多个VI，使用他们可以方便的测量连续波形的时间周期。 其中针对脉冲信号的Pulse Measurements.vi能够从一个波形中测量周期、脉冲持续时间和占空比。 测出周期后，取倒数得到频率，乘上60在除以孔的个数就可以得到电机的每分钟转速。 6.数据存储与显示模块该部分主要是将采集到的信号数据保存起来，本设计利用Write ToMeasurement File节点将不同频率下电机的运行速度以及频率-速度、时间-速度等写入到测试数据文件，利用此节点将测试数据文件写入硬盘中，存储路径可供用户选择。 读取测试数据时读取的路径一定要和写入的路径相同，如此可随时直接调用数据进行分析，这显然要比传统的测试仪器方便的多。 六、预期目标1.元器件选择达到精度、技术和生产要求；2.软件程序的设计、外接辅助电路的设计；3.画出硬件电路图；4.编写软件程序，程序调试通过。 七、时间安排14周熟悉课题，查找资料，总体分析，完成开题报告；57周对设计中关键部分进行论证与设计；811周具体设计、分析，进行中期答辩；1216周程序编制和调试；17周设计说明书撰写；18周修改定稿，准备答辩。 八、参考文献1赵淳生世界超声电机技术的新进展振动、测试与诊断，xx，24 (3)152威武，张铁民基于虚拟仪器的超声电机测试系统仪器仪表学报，xx，30 (6)153陈志华，赵淳生超声电机控制中的若干关键问题J微特电机，xx，30 (6)23254刘君华基于LabVIEW的虚拟仪器设计M电子工业出版社，xx5李华峰超声波电机及其精密伺服控制系统研究D华中科技大学，xx6朱华，陈志华，黄卫清等行波型超声电机速度测控姿态的研究J压电与声光，xx7杨乐平，李海涛LabVIEW程序设计与应用（第2版）M电子工业出版社，xx8张毅，周绍磊，杨秀霞虚拟仪器技术分析与应用M机械工业出版社，xx9时秋兰，赵伟，侯国平基于LabVIEW环境开发虚拟仪器的几点体会J电测与仪表，xx10贾慧芹，丁辉等虚拟仪器图形化变成语言LabVIEW教程M西安电子科技大学出版社，xx11汤青波，张国新，朱建武基于LabVIEW的超声电机测控系统的研究J压电与声光，xx，28 (4)1412程延海，黄鹏，包钢，高