基于变频器的工程测控系统

针对传统工程测控设备存在的问题,为了提高测控试验中的可控性和测控精度,在对其测控实验进行多次分析的基础上,设计并开发了一套新型的测控仪器。该仪器以变频器和单片机(SCM)为主要控制单元,由上位机与下位机构成,并通过RS485实现了无线通讯;通过多次实验总结出了测控系统控制算法,并有效地消除了测试过程中的电气干扰;试验过程中通过实时监测各传感器的反馈值,实现了对测控过程的连续监督和控制。研究结果表明,相对传统的测控系统,该工程测控系统的稳定性和操控性得到了很大提高,而其测量精度则提高了10倍以上,该变频器在测控仪器中得到了很好的应用。     

电-液混合动力试验台控制系统研制

电-液混合动力系统具有节能环保、续航里程长等优势,针对搭建的电-液混合动力实验平台,设计了应用于该平台的测控系统。测控系统以PC机为上位机、SIMATIC S7-1200PLC为下位机对实验台进行控制与数据采集,通过以太网实现上下位机间的数据传输。上位机监控软件由LabVIEW开发,具有数据采集、分析、显示、存储和报表打印功能,监控界面具备易于操作、可扩展性强、维护方便等优点。实验验证了测控系统的可行性,能满足实际使用需求,为在该试验台上进一步深入研究奠定了基础。     

光电型蛋白质芯片测控系统

文中分析了光电型蛋白质芯片的工作原理及其测控系统,构建了以VB为软件开发平台、以锁相放大器(SR830)为核心设备的光电型蛋白质芯片测控系统.从通讯设计、光源控制、数据的实时动态显示、数据管理4个方面,对该系统的构建过程进行了介绍.该系统实现了用户通过电脑对测控系统的控制、实验数据的实时采集、动态绘图以及实验数据的管理等功能.     

焊接发尘率测量装置及测控系统的研究

针对熔化极气体保护焊(GMAW)焊接发尘率的测量准确性问题,对焊接发尘率测量过程中涉及的信号检测和控制装置进行了研究,研发了一种焊接发尘率测量装置的测控系统,实现了对GMAW焊接过程中焊接电流、焊接电压和焊接速度等焊接工艺参数的准确测量或控制。通过对该测量系统的检测和控制过程的分析,设计了运动控制系统、抽滤系统和数据采集系统,建立了系统的控制时序;在LabVIEW平台上实现了对测量过程的实时监控,并完成了对检测数据的自动化采集、分析和存储。研究结果表明:该系统能够实现焊接工艺参数测量和控制的功能,测量精度和测量准确性均能满足设计要求。     

多路热动力试验台测控系统的设计与研制

多路热动力试验台所需控制的各参数存在时变性、非线性、强耦合等问题,设计了一种基于专家系统的热动力试验台测控系统。测控系统采用了分布式控制系统,分析了测控系统的硬件和软件结构,引入专家系统的控制方法,建立知识库和推理机,模拟专家经验利用知识进行推理,从压力稳态控制和温度梯度控制2个实验,分析了专家控制方法。试验结果证明:基于专家控制的测控系统能保证精度控制要求,目前该测控系统已通过专家验收并投入运行。     

交流微电网实验平台测控保护的设计

微电网作为有效整合了分布式发电、能量变换器、综合负载和测控保护系统的小型发配电系统,具有运行方式灵活、环保、能量效率高的优点。为了能对微电网的运行特性及保护进行理论和实验的研究,设计了一个低压交流微电网实验平台测控保护系统,使用LABVIEW软件编写监控系统。平台具有用电信息的自动采集和开关设备远程控制的功能,改良传统继电保护,实现可再生能源、储能与传统配电网安全可靠的混合运行。     

工程机械混合动力系统实验台测控系统

为了研究工程机械混合动力系统的机电耦合特性和轴系的振动特性,研制了由柴油机、电动机和液压泵共轴连接组成的工程机械混合动力系统实验台.设计了由工控机、PCI总线控制卡和组态软件组成的实验台测控系统,分析测控系统输入信号和控制信号的数量与类型,确定测控系统控制策略的设计原则和开发过程.通过在柴油机输出轴的端面布置3个加速度传感器实现柴油机工作时曲轴的振动特性,对不同负载功率下柴油机曲轴的振动特性进行试验测试.测试结果表明,柴油机曲轴的振动能量集中在径向,轴向的振动能量可忽略不计;设计的测控系统能实现混合动力系统轴系振动性能测试.     

基于虚拟仪器的电机测控实验系统

在对比国内外电机特性测控系统的基础上,结合高校相关课程实验的需要,设计了基于虚拟仪器的电机实验系统.该系统利用磁粉制动器实现了对电机的加载,用数据采集卡和定时/计数卡实现对电机的控制,利用数字式转矩转速传感器采集转速与转矩信号;充分利用LabVIEW图形化开发平台的优势,将电机的控制和测试变得智能化;在机械结构的设计上,通过不同尺寸联轴器的拆装使该测试系统能适用于不同电机的控制和特性测量.利用此系统可以方便地对电机的控制性能进行测试.     

变转速液压测控实验台的设计与开发

针对教学与科研实验开放性、扩展性的需求问题,设计、开发了变转速液压测控实验台。设计了实验台的硬件部分、电气控制部分及测控系统结构部分;采用了以工控机和LabVIEW软件的测控平台,开发了不同的程序,以对液压马达转速、系统流量与压力等物理量进行测量和控制;以设计的液压马达转速闭环PID控制实验为例,分析了该控制方式的原理,并进行了液压马达转速阶跃变化、负载恒定工况条件下的验证实验。研究结果表明:当液压马达目标转速阶跃变化、负载恒定情况下,采用该控制方式时的实际值能很好地响应目标值的变化,并动态地维持在目标值附近;该实验台具备良好的开放性、扩展性,能满足教学与科研的需求。     

航空交流固态功率控制器的研制

固态功率控制器（SSPC）是先进飞机电气负载管理中心的重要组成部分。根据实际需要,设计出一种实用的固态功率控制器。该控制器能够与上位机进行通信,接受上位机的控制命令,根据计算机发出的指令控制负载电流的通断,实现开关管的零电压开通,零电流关断。在电路发生故障时,能按反延时特性跳闸保护;当电路短路经过大电流时,控制器能立即关断电路;同时,控制器将电流状态和故障信号传给上位机。经过仿真和实际电路的调试,该设计是切实可行的。     

超声电机多参量高精度测控系统的研制

为了克服传统超声电机测控系统参数调控不灵活、特性测试分析不全面、控制算法效率低等问题,本文介绍了一种能对超声电机主要机电参数进行测量和控制的实验系统。依据超声电机参数特点与输入输出特性提出了测控系统总体方案。针对变预压力特性与温度特性难以快速获取的问题,设计了以电动缸为出力源的预压力施加装置和以薄膜热电阻为敏感源的界面温度采集装置;针对高频激励信号难以灵活产生和实时采集的困难,设计了多参数可调的驱动与采集电路;针对电机特性测控低效、过程不够规范的问题,形成了标准化测控流程,尤其是提出了能够精细化分析瞬态特性的同步采集和控制流程。测试结果表明,本系统覆盖了超声电机主要的8项控制参数与13项状态参数,能够实现控制参数的在线精确调控与状态参数的快速测量,测试效率较传统的超声电机测控系统提高了30%,为超声电机的动力学建模、特性评估及运动控制算法研究提供了较为完善的测控手段。     

DSP内嵌eCAN模块在微机保护测控系统中的研究与设计

针对微机保护测控系统通信速率低、传输数据出错率高的缺点,设计了一种基于现场总线CAN的微机保护测控装置的设计方案。结合增强型CAN控制器模块的特点,构建了以TMS320F2812内嵌eCAN模块为核心的微机保护测控系统,并给出了硬件设计方案;在软件设计上,通过CAN总线将采集的信息与监控计算机进行通信,从而实现远方控制和实时监测,同时结合微机保护测控装置的具体应用,定义了应用层的通信协议,并阐述了通信部分软件的设计方法和流程,进行了通讯实验,验证了系统的可靠性与准确性。     

基于花房的温度湿度光照控制系统设计

通过对国内外温湿度测控系统现状的研究,分析目前温湿度测控系统存在的主要问题。与相对传统系统而言,设计了一种基于单片机的温湿度光照的自动控制系统,该系统不仅可为用户提供实时数据,而且可对数据做进一步的分析处理,实现自动测控,使环境处于适宜条件下的控制系统。该系统在利用单片机基础上,借助Visual Basic平台实现远程测控,主要适用与对环境有着特殊要求的植物,能对生长环境实现长期、稳定、实时、自动的监测与控制。     

一种带有储能装置的可再生能源发电系统实验平台

带有储能装置的可再生能源发电系统可以实现功率调控,对提升电力系统柔性、提高整个电力系统的可靠性、缓解能源危机和环境污染具有十分重要的意义。给出了系统实验平台的基本架构,完成了可再生能源发电单元、电池储能单元、功率调节系统等各模块的设计,通过网络进行了系统互联。通过设计主程序和中断程序,实现了系统功能。该实验平台可以用来辅助分析储能技术在电力系统和可再生能源发电中的应用模式、分析系统的功率调节和控制方法,对于充放储一体化电站的设计具有一定的实验分析和参考价值。     

航空涡轴发动机主轴轴承试验台测控系统设计

测控系统是试验台建设中的重要组成部分。针对航空涡轴发动机高速轴承试验台,设计了一套高效、高稳定性的分布式测控系统。该系统包括测试和控制2部分:测试部分利用Compact DAQ系列数采平台周期性采集外部信号,在LabVIEW开发环境下编程实现数据采集、分析、记录等测试功能;控制部分采用S7-300系列PLC,使用STEP 7、Win CC软件完成试验转速、载荷等参数控制以及联锁保护等功能。利用OPC技术,通过工业以太网实现LabVIEW平台与PLC数据交互,从而保证测试与控制同步运行。目前,该试验台已投入使用,用于航空发动机轴承性能和疲劳试验,系统运行稳定、可靠。     

超声电机驱动和疲劳寿命集成测控系统

针对旋转型行波超声电机驱动和疲劳寿命测试要求,采用嵌入式微控制器可编程片上系统(PSOC)设计了单片集成测控系统.利用该微控制器的数字模拟混合设计特性,设计了超声电机驱动信号产生模块;基于内部运放设计了数控电流源,针对磁粉制动器实现了数控加载控制;采用内部比较器设计了转速信号调理电路,实现了信号整形处理,便于外部接口.该集成测控系统简化了电路设计,提高了系统的稳定性,便于组成测控网络或移植到其他类似应用.     

基于多通道SSPC的小型智能配电器设计

针对某型号装备供电系统配电器产品轻量化、小型化设计需求,提出了以DSP为控制核心进行集中控制与数据采集,以多路MOS功率开关器件进行隔离控制的多通道SSPC固态配电解决方案.重点论述了该配电器主要电路模块、缓开通和缓关断技术、反时限保护技术的实现方式.通过工程应用,该配电器能够通过CAN总线控制方式实现负载通道控制、电流电压监测、开关状态检测,并实现短路保护、过流保护等功能,可满足型号装备对智能配电的需求.     

基于TCP/IP的远程频谱测控系统的设计

随着网络技术和智能诊断技术的发展,将虚拟仪器技术和网络相结合,构建网络化的测试系统成为了测试领域重要的发展方向之一。文章详细给出了远程频谱测控系统的设计与实现,主要包括视图设计、接口设计、数据处理和对整个频谱测控系统的测试结果分析。实验证明该测试系统达到了通过Internet远程测控频谱分析仪的目的。     

用于制冷性能测试的电子膨胀阀测控系统

针对二次流体量热器法测压缩机性能时,温控仪表对载冷剂温度的控制存在超调量大、稳态误差大等问题,研发了一套可进行探索性实验的电子膨胀阀测控系统。采用控制精度高的电磁式电子膨胀阀替代热力膨胀阀,并对系统多个状态点进行了温度与压力的实时采集,实现了制冷系统中量热器温度的智能化控制;阐述了该系统的工作原理,建立了测控模型,并采取必要的温度与压力报警机制,实现了系统的稳定运行;在.Net开发平台下运用面向对象的设计方法开发了相应的软件,重点设计了积分分离式PID控制模块;对该测控系统进行了多次控制实验,并将其与其他控制方法进行了比较。研究结果表明,采用电子膨胀阀作为温控执行机构有利于测控系统减小超调量,并保持工作稳定性。     

基于交流固态负载的低压电器电寿命试验系统设计

针对低压电器电寿命试验装置中模拟负载的不足,设计了一种基于交流固态负载的低压电器电寿命试验系统。首先在分析常规电寿命试验装置的基础上,给出了基于交流固态负载的试验系统结构;设计了交流固态负载的电路结构以及软件控制方案;并结合LabVIEW进行了测控单元软件设计;最后进行了仿真及试验测试,试验结果验证了系统的可行性。相比于常规试验装置,该试验系统具有很好的通用性和灵活性,同时可降低试验用电损耗与设备的成本。