低速增压风洞风扇段轴系一线总线温度监控系统

低速增压风洞是我国跨世纪航空基础设施,它的建设涉及到多个专业多个领域的技术.介绍了利用一线总线架构的对低速增压风洞风扇段轴系实时监控的温度监控系统.     

基于CAN总线主从式温度控制系统的设计

本文论述了基于CAN总线的主从式温度控制系统的设计,应用CAN主节点与上层监控网络进行相连,对can总线各个温度子节点进行实时监控与管理,实现了一种基于can总线的主从分散式多点高精度温度控制系统。采用ATMEL89C52单片机作为控制系统的核心,单总线温度传感器DS18B20实现温度的测量,系统硬件电路简单,提高了性价比,具有较强的实用性。     

0.6米跨超声速风洞安全联锁控制系统研制

0.6米跨超声速风洞控制系统采用基于现场总线和网络的开放式集散系统,具有运行控制设备多、逻辑关系复杂的特点,为保证风洞复杂系统的状态监控和运行安全,研制了安全联锁控制系统。系统硬件包括应用层上位机、中间层PLC、执行层各设备终端,软件采用共享变量服务器SVE统一管理实现通信;通过硬件电路和ProfiNet连接两种方式的结合,实现了对风洞各设备的状态信息检测和控制指令发送;通过对风洞状态监控、安全保护功能进行分析,采用了三级冗余安全关车策略的关键技术和方法。经调试实现了检测与控制所有与风洞运行安全相关的信息和设备,能够在风洞运行出现异常时,抢占控制权限,控制各设备在安全状态下关车,压力控制精度优于0.5%。经实际应用满足了技术上保护风洞设备和参试人员安全的工程应用。     

单总线多点数据采集系统及数据挖掘技术

文章介绍了一种基于PC机和单片机的单总线多点数据采集系统以及系统主要部分的构成及作用。在单总线系统上,集数据采集与系统控制于一体,系统具有结构简单、经济、功能强的特点。在PC机温度监控系统的应用中给出了系统结构示意图,说明了主要部分的构成及作用,同时说明了软件的功能;在单片机温度监控系统的应用中给出了系统原理图及各部分的功能说明,同时给出了软件流程图;最后,基于数据挖掘的思想,讨论了有关数据处理的问题,提出了一种用人工神经网络进行故障诊断的方法,实现数据处理的智能化。     

基于单总线技术的温度监控系统硬件设计

温度是一种最基本的环境参数,在工农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位。本文对传统总线及单总线技术作了比较,并设计了基于单总线技术的温度监控硬件系统。     

旋转叶片电加热防冰系统设计与应用

在开展结冰试验时，结冰风洞风扇叶片前缘有结冰风险，影响风洞安全运行。针对大型旋转叶片结冰问题，提出了旋转叶片电加热防冰系统设计方法，研制了大型结冰风洞旋转叶片电加热防冰系统。首先，研制了内置电加热单元和温度反馈的防冰叶片。针对叶片复杂的工作环境，提出一种新的旋转叶片电加热防冰功率计算方法，通过精确测量和方案优化，设计了基于特殊环境的分半式、大尺寸、高线速度、碳刷自动移开/压紧的导电滑环。最后，采用变结构分级温度闭环和试验参数连锁防冰控制策略解决了旋转叶片结冰问题。该系统已应用于大型结冰风洞，运行中加热电流和叶片温度反馈信号传输连续，所有旋转叶片前缘快速加热且温度分布均匀，防冰效果好。     

列车行车状态监测无线传感系统设计

为了满足列车及城轨安全运行的需求,根据地上(地下)的铁轨延伸地形特点,设计开发了一套列车行车状态无线监测系统;详细阐述了以CC2430为核心的传感器节点、以CC2430和MCP2515为核心的网关节点的软硬件设计和工作流程;实测结果表明,当安装在铁轨旁的相邻无线传感节点的距离不超过60m时,传输成功率可达96％以上,能够实时、可靠地监测铁轨压力、车辆轴承温度和声音参数的变化情形;系统完全不影响车辆的正常运行,是对现有铁路列车运行状态监控系统的有益补充.     

柴油机两级可调增压系统的匹配仿真

柴油机两级涡轮增压技术优化,是为改进内燃机低速扭矩和瞬态响应特性,提升燃油经济性.对某车用重型柴油机进行两级可调涡轮增压系统的匹配研究,采用GT-power软件建立了两级可调增压系统的计算模型,并利用台架试验数据校准了原机模型;进一步以增压压力为目标控制参数,采用软件中的PID模块分段控制废气旁通阀开度,合理分配高低级增压比,并对柴油机外特性稳定工况进行计算.研究结果表明,匹配后的发动机低速扭矩达到目标,高速比油耗降低.改进方法能在实际工程运用中为发动机增压系统的匹配提供选择.     

智能多点温度测量模块在电力系统中的应用

本文介绍了一种智能多点温度测量模块在电力电缆火灾报警系统中的应用。该系统由上位机和智能测温模块共同组成主从式测温网络,智能模块采用多CPU技术完成各节点温度的读取和主机的通讯功能。模块与上位监控机采用RS—485总线或无线数据模块进行通讯,通讯协议采用MODBUS—RTU模式。为提高系统的可靠性和安全性,设计中使用了多级隔离技术和“单总线”驱动技术。     

基于MX1601B-R的风洞数据采集系统设计与实现

为了满足MX1601B-R数采设备在风洞中进行数据采集的功能需求,基于MX1601B-R设计了一个风洞数据采集系统。本文首先从系统的结构组成以及工作原理对系统进行了分析。其次,对系统的数据采集硬件设备以及设计平台进行了概述。随后,详细的给出了本系统的设计思路,并从设备扫描连接、模块参数设置、零点显示、数据监控、数据采集以及数据查看与分析等方面对系统进行了模块化设计。最后,使用本系统对某风洞的温度排架进行数据采集与分析,并对系统进行功能验证。验证结果表明,本系统能够有效的对风洞吹风试验数据进行零点显示、数据监控、同步采集、多样化显示以及数据分析等,同时,系统的采集启动时间误差优于0.01s。由此,可以说明该系统界面简洁、功能齐全并且采集响应快,能够满足风洞吹风试验的数据采集需求。     

风洞群高压空气资源调度系统设计

风洞试验的开展需要高压空气等多种动力资源的保障.针对风洞群试验用户多、资源冲突、需求不确定等特点,设计了一种风洞群高压空气资源调度系统.该系统以高压资源生产-消耗模型、基于粒子群优化算法的动力生产调度和自适应风洞试验实时调度为核心,根据试验任务高压资源预先需求计划、当前高压资源存量和高压空气生产能力,形成高压机组的启动计划,并根据高压资源消耗、试验耗时、电力峰值确定风洞试验任务的优先等级.实验结果表明,该系统较好地解决了原风洞群高压资源调度粗放、过度生产或保障不足的问题,并在风洞群动力资源调度中得到应用,性能良好,值得推广.     

环境模拟风洞高压动力系统设计研究

为实现环境模拟风洞风速性能指标,对动力系统进行了设计;介绍了环境模拟风洞的气动轮廓构型,阐述了动力系统的工作原理,包括主驱动回路、散热辅助系统和控制系统,给出了10 kV 4 MW动力电机的计算选型过程并分析了电机特性曲线;采用高压变频器实现了动力系统的调速驱动,通过48脉冲整流完美无谐波矢量变频实现高品质的电能利用;通过基于Modbus TCP现场总线协议,实现了主控计算机、本地控制系统的实时通讯和数据交互,给出了控制系统软件工作流程;通过不同构型风洞喷口试验,分析研究了最大风速和极端温度负荷工况条件下,轴功率随试验温度的变化关系、电机温升特性以及稀油站供油压力与轴升的关系;实验测试结果表明,本系统对于环境模拟风洞有较好的风速、温度匹配性能,对于开展相关实验具有优良环境适应性.     

防冰总压/静压探针结构及控制系统设计与应用

结冰风洞的过冷液态水滴容易在总压、静压探针的进气口结冰,严重影响总压/静压测量的精准度和可靠性。设计了带温度反馈的防冰总压探针、皮托管和壁面静压测量单元,将总压、静压导管置于加热体内,使总压、静压进气口温度实现闭环控制;优化设计、安装工艺,将铠装双螺旋电加热丝、总压导管和温度传感器安装在不到10 mm管内,使电加热元件绝缘不受损;电加热丝紧贴内壁面,温度传感器伸入进气口附近,总压探针、皮托管无加热死区;采用变结构电加热控制策略,与风洞运行参数连锁控制,实现电加热防冰控制系统快速调节和控制精度要求。解决了总压、静压进气口结冰问题,防冰总压/静压探针已成功应用于结冰风洞复杂试验环境中。     

基于压差法的风洞群高压空气资源自动计量系统设计

风洞试验需要高压空气等多种动力资源。风洞群高压空气作为一种共享竞争的资源,具有风洞用户多、系统结构复杂、拓扑动态变化、资源消耗快速等特点。为满足风洞运行管理和试验成本核算的需求,设计并研制了风洞群高压空气系统集中监测与动态计量系统。该系统基于流体力学静压差理论分析,采用集中监测、OPC通信、图形数据库等技术,建立高压空气资源配气网络的动态拓扑模型,实现高压空气系统压缩机组、阀门、储罐、管线与保障风洞之间的动态逻辑关联,自动获取当前试验风洞消耗的压力差和保障容积,从而获得当前风洞试验的高压空气资源动力消耗。该系统解决了高压配气系统拓扑准确描述、风洞试验单次消耗计量等问题,取得良好的效果。     

风洞油源控制系统的设计

油源系统作为风洞的动力系统,在风洞运行和试验中担当着重要角色,而由于长期处于高油高蚀的环境,其各种部件和机构非常容易老化。文中风洞是国内主力生产型风洞,任务繁重,功能要求高,原油源控制系统已非常老旧,故障频发,维修工作复杂耗时,已不能很好的满足试验需求,因此对风洞油源控制系统的重新设计显得尤为重要。针对这一现状,设计了基于PLC控制的风洞油源控制系统,包括系统硬件设计、下位机PLC软件设计和人机界面设计等,综合部署在风洞测控间和风洞现场,实现了风洞油源系统的机泵组启停控制、油压无级调节、油液冷却控制、油源系统状态监测、本地/远程控制等控制功能和操作方式,具有较高的自动化程度、状态监测和功能拓展能力。     

基于LabVIEW的自由射流风洞系统加热气流模拟软件设计

目前设计的自由射流风洞系统加热气流模拟软件测量得出的气流面受力值容易发生耦合共振,导致测量流量误差较大;为解决上述问题,基于LabVIEW设计一种新的自由射流风洞系统加热气流模拟软件,软件程序包括自由射流风洞系统加热气流流量调节、加热气流时序控制、气流模拟软件等,通过与采集节点的配合完成数据采集、处理、分析等工作;利用Lab-VIEW技术,在程序软面板显示加热气流压力、增益频率等数据,直观地表现加热气流的压力大小以及变化;根据加热气流模拟软件,简化开发测试以及控制系统的程序,使软件调试过程更加简单,容易操作,实现了软件测试程序以及控制程序流程开发的平台化和通用化;实验结果表明,基于LabVIEW的自由射流风洞系统加热气流模拟软件能够减少气流面受力值耦合共振,测量误差在0.2％以内,实现自由射流风洞系统加热气流的准确模拟.     

声学风洞的设计与仿真

声学风洞优化设计问题随着航空交通运输业的发展,飞机产生的噪声问题日益引起人们的重视。为此,对地面实验设备就提出更高的要求,开展了航空声学风洞的研究。针对传统声学风洞靠经验和工程估算的设计方法准确性差的问题,提出采用数值仿真的方法对将要建造的声学风洞内流场进行建模仿真。得到给定速度下,得到风洞整体内流场的速度及压力分布,比较了风洞各段的压力损失系数和轴线的速度分布,并结合气动声学FW-H方法给出了各段的声压级。结果表明,通过数值仿真可对风洞前期优化设计起到指导作用。     

基于LabVIEW的大型超声速风洞总压测控系统设计与应用

采用NI公司的LabVIEW虚拟仪器技术,对某大型暂冲式超声速风洞总压测控系统进行了深入研究。针对风洞试验压力控制精度要求高、风险性大等特点,通过合理设计信号采集与处理方案和系统控制与安全策略。实现了总压的快速、精准调节和风洞的安全运行。主要介绍了系统的构成、信号采集与处理、控制策略及安全策略。实际应用表明,该系统具有调节快、精度高、稳定性好的特点,实现了基于LabVIEW虚拟仪器技术在大型超声速风洞总压测量与控制中的智能化高效运行。     

面向攻角变化的风洞流场模型预测控制器

目前已有的控制方法难以满足大飞机研制对风洞流场的精度要求.鉴于此,采用多变量模型预测控制方法设计流场控制器.为提高抵抗攻角扰动的能力,使用攻角变化量动态补偿静压的预测值.考虑风洞实验工况较多,采用多控制器融合方法解决新工况建立预测模型的问题.为保证控制器的实施,给出基于一阶惯性加滞后近似模型的控制器参数整定方法.通过实际吹风实验验证风洞预测控制器能够有效调节风洞流场,使吹风实验中流场参数的精度达到大飞机研制要求.     

引射式跨声速风洞流场控制软件设计

目前提出的引射式跨声速风洞流场控制软件抽气端压力过大,导致排气阀气流排气速度变化过于剧烈;设计了一种新的引射式跨声速风洞流场控制软件,在风洞的控制程序中引入了马赫数和雷诺数,对控制质量进行试验检测,以实现风洞系统能够达到更精准快速的控制水平;在风洞流场控制系统中引入了解耦系统,对风洞测试各部分参数进行解耦筛选,提高各参数的准确度,有利于控制系统实现精准控制;实验结果表明,设计的引射式跨声速风洞流场控制软件能有效降低引射式跨声速风洞流场控制软件抽气端压力,使排气阀气流排气速度处于稳定状态。