上位系统为稳定的IPC系统，通过显示器、鼠标、键盘实现人机交互，通过PCI总线控制DAQ板卡和数字I/O板卡。 
DAQ板卡采用NI多功能DAQ板卡来实现对传感器信号、电机电压、参考电压等参数的采集，即使在高采样率下也能保持高精度。 
数字I/O采用NI工业数字I/O板卡，通过利用数字I/O板卡配合相应的信号调理电路实现了对信号通道切换模块的动作、测试启动鼠尾开关、急停按钮等的状态，气缸动作控制，报警等状态指示，工件有无、废品检测等传感器的状态监测。 
计算机通过多功能DAQ板卡的模拟输出控制编程电源。编程电源能够提供0～&plu***n;20V电压及 0～&plu***n;10A电流,用来驱动直流电机。位置传感器参考电源由精密5V直流电源提供。

4系统软件的实现

本系统的开发和使用环境相同，操作系统为Windows XP SP2，开发环境为LabVIEW8.6。 
LabVIEW的***图形化应用开发环境，结合了简单易用的图形化开发方式和灵活强大的编程语言优势。它可以提供：直观明了的图形化开发环境；开放且符合工业标准的软件；内置编译器加快运行速度；多平台兼容；可与大量硬件接口（I/O）紧密结合。

4.1 测试方法

作为终检测试设备，测试项包括全开电压测试、全关电压测试、反应时间测试、相关性和摩擦力测试、弹簧漏装检测等多种测试。

图3 反应时间曲线

反应时间测试是检验产品是否合格的重要指标，数据曲线如图3所示。 
全开电压测试和全关电压测试，核心算法采用PID调节方式。首先供给电机一个电压，使电机处于关闭或打开状态；实时采集传感器信号，根据当前阀片角度和目标角度的差值，给出调节电压，如此反复调节。直至阀片角度跟目标角度的差值小于预设值或到达预设时间退出。但是由于工件自身的差异性，不合适的PID参数会导致调节过程不够稳定。针对此问题，做了大量重复性试验，确定了***终的PID参数，保证了PID调节的稳定性。得到的波形如图4所示。

图4 全开电压、全关电压测试和相关性摩擦力测试曲线

相关性和摩擦力测试***核心的是数据分析的过程。相关性和摩擦力测试的数据处理过程，包括简单的传感器信号电压和角度的换算，也涉及了电动力学中的反电动势的计算等处理方法。在各阶段的数据处理过程中，更是涉及了中值滤波、线性填充和线性化等多种算法。充分保证了测试结果的准确性和稳定性。得到的数据波形如图4所示。  
弹簧漏装检测是新的测试项。经过前期的验证，漏装弹簧的节气门由打开位置返回的默认位置角度和由关闭位置返回的默认位置角度的差值稳定在4°～6°，而没有漏装弹簧的节气门的差值稳定在0.6°以下。因此，让节气门由一个稍微打开的位置返回默认位置，再让节气门由一个稍微关闭的位置返回默认位置，分别采集传感器电压，通过计算两个位置角度的差值来判断弹簧是否漏装。

4.2 软件整体设计

软件在功能实现上采用模块化设计，特定的模块实现特定的功能。主要由参数配置、单步调试、自动测试、用户管理和数据存储等模块组成。 
为了生产安全和质量保证的需要，在软件中设计了用户登录和用户管理模块，可以分配管理员和操作员两种权限，一般操作者只有操作权限。管理员可通过参数配置模块实现对测试流程参数和测试项的设置。自动测试模块是本系统的核心模块，此模块完过系统的主要测试和统计记录功能。单步调试模块可以完成气缸单步测试、传感器检测、报***调试的功能，用于维护和维修。 
软件系统基于生产者和消费者架构进行了拓展，两工位并行测试，互不影响。其程序流程图如图5所示。