硬件架构

1. 电源模拟单元

配置可编程直流电源（输出范围 0-300V/0-50A，调节精度 ±0.05%）模拟励磁绕组供电；采用宽频静止变频电源（50-400Hz 可调，谐波畸变率 < 0.5%）模拟发电机定子电压。两者通过 GPIB 总线与上位机通信，支持毫秒级参数阶跃响应。

1. 信号采集模块

采用 NI 9239 同步采集卡（24 位 AD，采样率 10kS/s），通过隔离调理模块（耐压 2.5kV）采集励磁电压、电流、转子转速等 16 路模拟量；配置 NI 9421 数字量模块，监测控制器输出的 12 路开关量状态（如过流保护动作信号）。

1. 故障注入

基于固态继电器矩阵（响应时间 < 1ms）实现 18 种典型故障模拟，包括励磁绕组短路、晶闸管触发脉冲丢失、转速信号异常等，通过 RS485 总线接收 LabVIEW 的故障注入指令。

1. 负载模拟

采用磁粉制动器模拟发电机不同负载工况，通过 PID 闭环控制实现 0-1000N・m 转矩连续调节，调节精度 ±1% FS。

功能实现

1. 测试流程自动化

基于 LabVIEW 状态机架构设计测试序列，包含出厂检验（32 项指标）、型式试验（17 项极限工况）、维修复检（9 项关键参数）三类流程。支持用户自定义测试步骤，通过拖放式界面配置参数阈值（如励磁电压波动允许值 ±2%）。

1. 实时数据处理

运用 LabVIEW FPGA 模块实现高速数据预处理（滤波、有效值计算），主频 100MHz；上位机采用波形图表实时显示电压 / 电流动态曲线，数据更新率 100ms / 次，同步存储至 SQL Server 数据库（日均存储量约 8GB）。

1. 故障诊断与分析

集成模式识别算法，对控制器的故障响应时间（如过压保护动作延迟）进行量化分析，自动生成偏差报告（精度 ±0.1ms）。支持历史数据回溯，通过趋势分析识别潜在性能衰减（如晶闸管老化导致的触发延迟递增）。

1. 安全联锁机制

软件内置三级保护逻辑：当检测到模拟电源输出超上限（如励磁电压 > 350V）时，第一级（10ms 内）切断信号源；第二级（50ms 内）触发硬件急停；第三级启动声光报警并记录故障码，确保测试过程安全。