WINDOWS环境下伺服阀头日寸测控系统的高速数据采集研究曾良才陈新元李鹏1概述电液伺服阀是机、电、液一体化系统的关键控制元件，起着电液转换与功率放大的作用，其性能的优劣直接影响到系统的控制精度、稳定性、可靠性等。

　　由于电液伺服阀本身的精密性、所处位置的特殊性，科研在研制、使用、购买以及对系统进行故障诊断时都必然要对它们进行高精度的静、动态特性测试，以判断它们的性能好坏。研制对电液伺服元件进行高精度、高可靠性而易于操作的计算机辅助实时测试系统非常必要。目前，国内外许多单位都已开发了电液伺服元件计算机辅助测试（CAT）系统，但开发出的系统大都是基于DOS平台，测试系统操作界面单一且不友好，非专业人员难以掌握；其次，基于DOS环境下的测试软件移植性和继承性较差，难以维护，不宜于推广使用；而且基于DOS的测试软件不能很好地利用现有强大的系统资源，代码冗长，不能实现多任务。随着计算机硬件及软件技术的飞速发展，研究基于Windows环境下的CAT实时测试系统势在必行。

　　2电液伺服阀实时测控系统图一为电液伺服阀的动态测试系统。它由被试电液伺服阀、工控机、数据采集卡、动态测量油缸、位移传感器、速度传感器等构成。通过“扫频分析单元‘产生扫频电压信号并输给伺服放大器，然后再由伺服放大器输出一个正弦电流信号，驱动伺服阀，被试阀输出的流量信号控制动态油缸，由速度传感器检测流量信号。将输入伺服阀的正弦电流信号和速度传感器输出的电压信号经PCL-821PG同步送入”扫频单元“分析，并由计算机得到被试阀的幅频特性及相频特性，且求出幅频宽及相频宽。在测试中，采样频率随着指令信号的频率的变化而不断变化，当指令信号的频率为200Hz 0寸，系统采样频率将达8000Hz以上。同时，必须求出输入与输出的相位差。因而，在CAT测控系统转向Windows的环境下，如何实现实时高速数据采集确保测试的准确性及精度，成为CAT测控系统的重点。

　　电液伺服元件CAT实时测试系统3WINDOWS实时处理的局限性Windows95是一个多任务的操作系统，这种多任务机制具有优先级和时间片特性：任务自动被Win- dows95占有，CPU则被分配给下一任务（如果存在的话）操作系统完全控制任务，并防止一个任务独占系统。因而对于具有严格的实时性，如实时采样、实时控制等要求的测试系统，特别是动态测试系统来说，Windows95本身的特性无法满足实时性要求。例如，在实时采样中一般严格规定1秒种采样N（N>个数据，而Windows95提供与计时相对应的是消息WMTIMER―般情况下也可进行定频采样，但WM TIMER至少有三点不符合实时要求：1、WMTIMER不是异步的（即一旦产生该消息就无条件地发送给应用程序）而是排队的（需要待应用程序主动检索它）2、WMTIMER是低优先级的消息，它在应用程序中的其他消息处理完之后才被处理。如果一个应用程序队列中只含WMTIMER或/和WMPAINT（同样是低优先级）而另一个应用程序队列中含有WM任务调度器使另一个应用程序获得对CPU得控制曾良才等：WNDOWW环境下伺服阀实时测控系统的高速数据采集研究计时器保存一条WMTIMER消息。如果消息队列中已存在一条WMTIMER消息，而Windows95又要向其中放置另一条WMTIMER消息时，Windows95就将它们合并为一条WMTIMER消息，从而导致应用程序不可能得到全部的WMTIMER消息。所以，经过上面分析和为现场实测的某电液伺服阀的频率特性曲线，被试伺服阀的测试频率达300Hz，CAT测试系统的采样频率达15000Hz，获得良好效果。