网络通信技术在燃气流超声速风洞测控系统中应用研究

燃气流超声速风洞测控系统主要由总控指挥调度系统、各测控分系统、数据库系统等组成,为了实现试验过程中各系统之间的大量数据交互,本文运用了端到端网络流数据传输技术、网络共享变量技术、OPC技术、NTP网络授时技术等一系列网络通信技术,实现了风洞系统的分布式运行控制及数据实时存储、数据集中显示、数据集中管理、多系统数据对时同步等功能,提高了数据传输的效率与可靠性,并且已经应用到风洞试验中,达到了预期效果。     

基于反射内存网络的风洞测量系统状态监测系统设计

为了解决某风洞测量系统监测覆盖面不全、监测手段缺乏、监测数据管理效率低下等不足,在现有设备基础上搭建了环形反射内存网络,构建了状态监测系统;介绍了系统的硬件组成和软件设计方案及实现;状态监测软件基于LabVIEW和SQL Server开发,将测量设备状态信息集中采集、处理、存储,实现了对测量系统设备的实时监测和数据分析等功能;应用结果表明,系统具有良好的实时性和可靠性,功能完备,界面友好,满足风洞试验运行监测要求。     

基于EtherCAT和LabVIEW的风洞安全联锁及状态监测系统设计

安全联锁与状态监控系统是保障风洞运行安全的重要系统,基于EtherCAT环网实现了风洞联锁和监控信号的实时、可靠采集,构建了多网络融合的联锁与状态监控系统。介绍了系统的硬件组成和软件总体功能,利用TwinCAT2设计下位机安全联锁软件,实现了吹风前和吹风过程中的联锁策略,保障了风洞运行安全;基于LabVIEW开发了状态监测软件,通过TCP/IP、OPC等多种通信协议实现了多网络数据利用,利用LabVIEW DSC多个子模块实现了数据存储与查询功能,利于数据溯源。应用结果表面,系统具有良好的实时性和可靠性,功能完备、界面友好,在使用过程中有效保证了风洞及设备安全,并为设备性能分析提供有效分析手段。     

基于隔离耦合的风洞群集中监测系统设计与实现

为打破各风洞及动力设备系统之间的数据壁垒,实现风洞群状态的集中监测、运行的统一管理,开展了异源风洞数据采集及现场隔离控制技术研究,提出了一种基于“耦合层—数据层—监控层”三层架构的设计方案,融合了Profibus现场总线技术和TCP/IP网络技术,采用“隔离耦合+统一数据访问”的方式,建立了分布式风洞群运行状态集中监测平台。在保障风洞设备本身安全运行基础上,实现了多源异构数据的采集与处理,为风洞及动力设备运行状态信息的共享和数据的综合应用奠定了基础。     

基于GPRS和LabVIEW的地下水文监测系统的设计与应用

介绍了一种基于GPRS和LabVIEW的无线多路地下水监测系统,该系统综合了信息自动采集、无线传送、远程监控等技术,通过多路传感器技术实时在线监测地下水位的流量、水位等水文信息,将监测的信息通过GPRS网络平台传送到远程监控中心,监控中心采用LabVIEW上位机做监测和控制系统,实现了地下水资源的信息采集、传输、处理的自动化,无线化,提高了地下水情的管理水平.结果证明:该系统运行稳定,可靠,具有一定的推广和实用价值.     

基于VITE的风洞测量系统自动检测诊断平台

基于对高速风洞测量系统现状的分析和风洞试验现场对测量设备性能状态进行检测的需求,在改进测量系统可测性、检测方法规范化、检测数据信息化等方面进行重点设计,采用基于自动测试系统(ATS)的系统框架和虚拟仪器测试环境(VITE),以国家军用标准为依据开发了诊断和测试程序集,建立了“测试/诊断/管理一体化”的通用平台。系统在高速风洞中成功应用,满足了风洞测量设备原位检测和在线状态监测的需求,为试验前测量设备性能确认、试验期间设备状态监测、以及各项性能指标的定期检测与长期跟踪分析提供了自动化手段,提升了风洞测量系统健康管理的水平。     

基于虚轴原理的风洞全挠性喷管型面控制与仿真

分析了某超声速风洞全挠性喷管的工作原理及特点,针对其型面控制中存在的问题,采用基于虚轴原理的运动同步控制方法,模拟出一根主轴直接驱动电动缸与电动推杆运动轴来实现喷管型面的控制;同时,建立了单路执行机构模型和同步控制系统模型,并通过Matlab仿真验证了模型有效性.结果表明,采用虚拟主轴同步控制策略的风洞喷管型面控制系统模型可以获得满意的运动同步与抗干扰性能,达到了预期目的.     

某风洞喷管段大型柔板结构应力监测试验研究

为确保某风洞喷管段大型柔板结构成型过程的安全可靠,在该柔板结构应力集中的部位布设多组电阻应变计构成应变、应力监测系统,对多组液压驱动机构运动过程中柔板结构的形变和局部应力进行实时监测和预警。采用有限元分析计算确定了应变计布设的应力集中部位,建立了多点应变、应力实时监测系统,得到了柔板成型全过程的应力数据。通过对试验数据进行分析,并与有限元理论计算结果进行对比,表明实测数据与理论数据一致性较好,证明了理论计算方法及所建立的监测系统的正确性和有效性。该监测系统可确保该大型柔板结构变形过程中的安全可靠,为风洞及其他类似设备结构的应变、应力监测系统的设计和实现提供了借鉴。     

基于LabVIEW和OPC的2.4米风洞安全联锁系统

针对2.4米风洞安全联锁系统设备老化、功能缺失、信息显示不直观、故障报警不完善的现状,对安全联锁系统进行了重新研制。该系统以GE PLC为平台、配置传感器监测设备状态信息、开发基于LabVIEW软件和OPC协议的安全联锁监控显示软件,并通过触摸屏实现油源系统的远程控制。经风洞运行验证,该系统性能稳定、联锁功能全面、信息显示直观、可及时预报相应设备故障,极大地提高了风洞运行的安全性与可靠性。     

低速增压风洞风扇段温度监控系统研究

介绍了在低速增压风洞安全连锁系统中对风扇段轴承进行温度监控的监控系统。它是针对低速增压风洞内部的高压力、高雷诺数、多连锁节点的特点,基于单总线建立的温度监控系统。此监控系统由6只温度传感器组成,采用单总线方式,通过温度采集仪并入风洞安全连锁系统中,在满足监控精度的同时避免了多传感器带来的系统布线,有效地满足了风洞对高压力密封性多节点同时监控的要求,并保障了风扇段轴承温度监控数据的可靠性。     

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.     

基于51单片机的风速风向采集系统设计

R．M．YOUNG公司研制的05106型风传感器是一款高精度水平风速风向传感器,广泛应用于海上对风的测量。以AT89C51为例,设计了05106型风传感器采集系统。该系统具有电路简单、稳定性好、功耗低、数据传输可靠等优点。     

基于CompactRIO的激光电源远程监控

针对目前大功率激光电源实时监测难度大的问题,设计了基于CompactRIO实时控制器的大功率激光电源远程监控系统.以LabVIEW实验室虚拟仪器集成环境为开发平台,由PC客户端和实时(RT)控制器端组成,实时控制器端将激光电源的实时状况经过以太网实时打包传送给远程监控端,远程控制端则将所收到的信息解包并显示在监控界面上,监控系统即可对激光电源的各项参数实现远程可视化监控.经反复测试,结果表明:系统运行稳定,满足监控要求.在远端的工作人员不用亲临现场,通过远端的控制端可以实时了解激光电源的工作状况,达到了对激光电源的远程监控的目的.     

一种自动校准多风表的风洞检测试验装置

针对传统风表校准方式需多次手动调节风量、操作复杂、人工读数与绘图费时费力且校准精度低等问题,设计了一种自动校准多风表的风洞检测试验装置,介绍了该装置的结构及检测试验原理。试验结果表明,该装置风流稳定,可自动调节风量,操作简单,可1次校准多个风表,校准精度高,并能对校准结果进行记录、存储、处理,适合于低、中、高3档多风表自动校准。     

基于CAN总线的隧道环境监控系统的研究

提出一种通过CAN总线实现隧道环境监控系统的设计方案,重点讨论了监控系统的总体构成以及软、硬件设计方法.监控系统中的区域控制部分采用ARM Cortex-M3作为主控芯片,结合嵌入式实时操作系统,保证了系统的高可靠性和高实时性.     

基于PMAC的超声速风洞控制系统软件开发设计

目前设计的超声速风洞控制系统软件采集精准度低,软件程序安全性差;基于PMAC开发设计了一种新的超声速风洞控制系统软件,通过Windows XP平台中的语言编辑器开发与调试程序,选择PMAC运动控制卡操作控制程序,利用XP系统进行程序协调,完成程序内的上位机与通信模型的数据编写,在64种功能函数下计算和提取程序代码,根据3个独立的风动参数进行PID计算,应用集成软件统一配置计算机中的软件资源,确保在程序的控制下其他软件程序可以自行执行相应的工作,以Fame View组态软件作为此程序的运行基础,采用C++语言编写,开发监控程序;实验结果表明,基于PMAC的超声速风洞控制系统软件采集精准度得到了提高,监测范围较大,且监测波动较稳定,有效保证了软件程序的安全性。     

基于LabVIEW的土工测试系统开发与应用

土工试验是岩土工程研究过程中必不可少的研究手段,针对当前采集系统的不足研究并开发基于LabVIEW程序设计的土工试验数据采集系统。论文介绍了虚拟仪器开发工具LabVIEW程序语言的特点,概述了基于LabVIEW程序的试验数据采集系统的结构及具有的功能模块,提出了多任务间数据共享的方法,讲述了试验远程控制系统的构建思路。在此基础上以直剪试验为例,开发直剪试验数据采集及处理系统,结合研华采集卡和KTR直线位移传感器并进行仪器改装实现了数据采集及处理的自动化。     

大型风洞PIV粒子发生装置研制

示踪粒子量不足是制约大型风洞PIV试验的关键和难点问题,结合大型风洞的实际情况,通过原理设计、分析计算和试验验证,成功研制了基于加热蒸发原理的大流量粒子发生器,并应用到了大量的工程实践中;结果表明,在大型风洞PIV试验中,采用经济性好的油基材料加热蒸发的方式,可持续、足量、均匀地供应示踪粒子,是一种较好的粒子产生方式;另外,在粒子发生装置设计时,应充分考虑实际所需粒子流量,并针对选择的粒子材料的理化特性开展计算分析.