摘要：传统的检测维护方式无法满足现代化装备的支持保障要求，智能测控系统已逐步成为复杂系统与设备可靠运行的必要保证，并已广泛应用于现代复杂电子设备的研制、生产、存储和维修的各个环节。另一方面，测试技术、计算机技术、传感器技术、总线技术、信息处理技术和仪器仪表技术的高速发展也推动了智能测控系统的快速发展，使其成为现代信息技术应用领域的一个重要研究方向。
关键词：电机智能；测控技术；研究；应用；
随着电机设备现代化程度的逐渐升高，现代智能测控技术的应用能够对电机产品进行科学测试，同时还能对测试过程中出现的设备故障进行准确的定位和全面的分析判断，保证故障的及时解决。
一、电机智能测控系统构成
1.设计概述。传统的电机测试效果不理想，智能测控系统可实时调整电机控制参数。电机智能测控系统包括：超级计算机、服务器、工作站、嵌入式计算机、片上系统。其中硬件资源包括：系统架构、CPU、总线、外设和接口；软件资源包括：运行、开发和调试环境。在设计时应重点关注：系统设备的故障模式、故障诊断方案与故障隔离方法；软件可测试性设计准则、选用的可测试性设计技术；硬件可测试性设计、系统测试与操作人员和维修人员的接口设计；测试点信号选取、与测试设备间信号特性的兼容性及数据接口的一致性。
2.超级计算机。（SP3）是典型的超级计算机系列。SP3包括2~512个POWER3
（CPU）架构的RISC System/6 000处理器节点，每个节点有私有存储器和AIX操作系统，节点之间采用基于包交换的消息传递模式，节点内总线具有专用属性，一般不给终端用户提供扩展能力，节点数可扩展。运行环境包括MPI、PVM编程接口和多个FORTRAN和C语言支持的消息传递库。开发/调试环境由IBM提供，不需选择。
3.服务器。CISC和RISC类CPU都可作为服务器计算机的CPU选型。一般采用多核、32位或64位CPU。总线的选择一般由设备供应商决定。背板总线一般为PCI、PCI-E和AGP等，外设总线一般采用SCSI、USB、ATA/SATA/eSATA提供巨大存储容量，系统总线提供诸如：Ethernet、ATM和FC等。运行环境包括操作系统和应用服务器。应用软件运行模式一般为两层客户端/服务器（C/S）或三层客户端/服务器/数据库（C/S/D）。开发/调试环境和应用服务软件丰富。
4.工作站。工作站广泛采用Intel的多核CoreTM2、多核Xeon、AMD的多核Opteron、IBM的Power、MIPS和SUN的UltraSPARC等架构CPU。运行环境包括：操作系统、各种客户端软件和特定领域软件库。Unix-Like、Solaris、Linux、Wondows、RedHat等都是合适的操作系统选择。开发/调试环境包括：GNU、J2SE、.NET和各种IDE。
5.嵌入式计算机。性能要求决定了嵌入式计算机的架构选择，模块化、动态可重构、开放性和扩展性是其通用要求。主板或主板阵列、显示模块、专用数字信号模块和接口模块构成了嵌入式计算机的基本组件。它们的多样化组合构成了多种功能的嵌入式系统。通用CPU、DSP和MCU的多种组合形成的主/从系统可完成多样化的计算/控制任务。
6.片上系统。主要的FPGA生产厂商Xilinx、Altera和Lattice都提供带有CPU硬核或软核、各种IP和大量的数字/模拟资源。在厂商和第三方EDA软件开发环境下，可设计出满足功能要求的片上计算机系统。
二、智能测控系统软、硬件设计
智能测控系统软、硬件配置选型包括对计算机系统、硬件资源和软件资源的选型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.系统架构，紧耦合的共享存储器系统、紧耦合的分布式存储器系统、松耦合的集群系统及其混合系统都是可行的系统架构。系统架构的选择需要平衡组件和组件间数据流速度。在满足要求的前提下，不应使系统内出现明显数据流瓶颈，也不能提供过多的余度，应合理足够。系统输入数据速率、系统对外部事件响应时间、CPU运算速度、总线带宽、外设容量和速度、接口性能之间应匹配。（1）由单CPU（通用CPU、MCU、GPU、DSP/FPGA）组成的智能模块可作为主机、模拟/离散量接口、显示、通讯、调制/解调和数字信号处理等模块。模块内一般由CPU、芯片组、外围芯片和特定用途芯片等集成电路组成。模块间通过背板总线或外设总线连接构成一般的计算机系统。韩芝侠现代电机智能测控技术研究与应用。（2）由单CPU多核组成的智能模块一般用作通用计算机系统的主机模块。模块内由CPU、芯片组和RAM组成SMP形式的系统架构。通过背板总线与其它功能模块相连可构成服务器、工作站和嵌入式计算机系统。（3）多CPU系统架构分类由多处理单元本身和它们之间的互连网络两个因素决定。处理单元之间数据交换通过共享存储和消息传递两种方法。共享存储交换网络分为基于总线和基于交换机模式，消息传递系统交换网络分为静态和动态。
2.系统软、硬件设计。电机智能测控系统主要实现电机转速控制、控制器及状态监测、系统保护以及与上位机的通讯等功能。通过对用户的需求分析，根据研制任务书确立系统所要实现功能。将软件生命周期划分以下阶段：系统需求分析与设计、软件需求分析、概要设计、详细设计、编码与单元测试、部件测试、配置项测试、系统测试、验收与交付阶段、维护。根据软件需求规格说明等设计文档中定义的全部功能和性能要求确定测试类型，编制软件配置项测试计划，测试整个软件配置项是否达到了要求。测试类型可包括功能测试、性能测试、接口测试、余量测试、边界测试、数据处理测试、强度测试、可靠性测试、安全性测试、恢复性测试、安装性测试、互操作性测试、人机交互界面测试等。
三、现代智能测控系统的总线设计技术
智能测控技术应用中，需要测控系统处于稳定的运行状态，进而实现技术的稳定性和可靠性。在智能测控系统中，电动机是能够接收计算机控制指令的，同时也能够对运行状态和各系统参数进行及时的反馈，进而便对总线的设计有更为严苛的技术要求，其必须能够保证实时性、通信功能的完整性和可靠性。
1.系统总线。通常在智能测控系统的不同设备之间采用设备系统总线来进行串联，布线比较方便同时线缆的需求量比较少，数据包可以按照帧格式进行设备之间的传输和交换，避免出现丢失数据的现象，打包和解包的方式都较为简单，在不同的接口处理设计时，需要考量数据传输的距离，同时保证其抗干扰能力。随着应用者对于传输速度的要求，光纤总线已经得到了广泛的应用，光纤能够保证传输速率，同时实现主机与外设、主机与主机等多种设备连接方式。
2.外设。在智能测控技术应用中，进行外设选择主要依据其对总线的支持情况、对系统软件的支持情况、数据传输的速率以及可靠性、并行数据的持久性等多项内容，外设主要应用于对大容量数据的存储。
3.接口。与外围信号特性匹配、真实反映外围环境是接口选型的重要依据。计算机系统与外部环境接口包括输入和输出。天线、电连接器、电缆和光纤是组成接口的基本构件。（1）视频/音频接口：检波后用于显示的雷达信号、电视/音频信号和平板显示器信号都可划为视频/音频范围。连接器的选择应与电缆和收/发器的阻抗匹配。（2）基带接口：系统总线的物理介质上传输的信号一般是基带信号。连接器和物理介质的选择应与信号的带宽相适应。（3）射频/光接口：调制/解调、射频接收和数据链接口模块等广泛采用射频接口。连接器和电缆的选择应与信号的带宽相适应。在接口板上实现数据/波型和波型/数据的转换。（4）电压/电流接口：作为低带宽数据交换形式的电压/电流信号，接收电网络和发送电网络应与信号特性相适应。在接口板上实现模数/数模转换。（5）开关量接口：二值态“通/断”信号作为计算机系统的控制/状态信号，广泛用于系统间信息交互。接口元件一般为继电器和光电耦合器。
科学技术的发展，智能测控技术也会得到进一步的发展和完善，促进其能够得到更为广泛的应用，实现其经济价值和社会价值。
参考文献：
［1］韩萍．现代电机智能测控技术研究与应用．2017.
［2］张勇．王美凤，电机智能测控技术研究与应用探析.2017.
论文作者:王成
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签：系统论文; 测试论文; 接口论文; 智能论文; 总线论文; 多核论文; 信号论文; 《基层建设》2018年第8期论文;