风洞试验流程描述与解析设计

风洞流场控制软件是风洞控制系统的核心,它负责调度、管理流场调节设备的功能和时序。面对不同的试验对象和试验内容,流场控制软件的控制时序和逻辑会产生一定差异,传统基于代码描述的流场控制软件维护难度大,对软件维护人员要求比较高,软件管理比较困难。为克服上述软件设计模式带来的维护管理困难等问题,在某高速风洞控制系统研制中,采用基于自然语言进行流程描述的流场控制软件设计方法,运行管理软件开发专用的试验流程描述操作界面,试验前采用自然语言进行试验流程描述,风洞现场PXI实时应用软件解析试验流程驱动风洞设备按照编制的流程运行。该方法实现了试验工况调整变更的无代码维护操作,降低了软件维护难度和工作量。     

0.6米暂冲式跨超声速风洞流场控制系统设计

针对0.6米暂冲式跨超声速风洞结构组成复杂、系统控制精度要求高、运行方式多样和运行安全要求严格的特点,分析了流场控制系统的硬件结构,开展了基于NI LabVIEW开发平台的风洞流场控制软件设计研究工作。重点介绍了控制系统组成、软件的结构和功能设计、信号采集与处理、控制策略和安全策略等内容。应用结果表明：该系统具有调节快、精度高、稳定性好、安全可靠的特点,成功实现了暂冲式跨超声速风洞复杂流程控制系统的应用软件开发。     

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。     

0.6米暂冲式跨超声速风洞控制系统研制

0.6米暂冲式跨超声速风洞控制系统子系统繁多,逻辑关系复杂,采用基于现场总线和网络化的开放式集散系统进行信息通讯.PXI核心控制系统作为关键子系统,在风洞不同运行阶段采用不同流场控制策略,其风洞总压和马赫数控制精度优于0.2％和0.002.安全联锁控制系统能够实时监控显示风洞运行状态,并与PXI核心控制系统构成冗余设计...     

基于MCGS的步进电机控制系统设计

设计了一种分层式的步进电机控制系统,现场控制层以AT89C52单片机为主控芯片,通过软件编程实现对步进电机的启停、正反转及调速控制,上位机监控层在工控组态软件MCGS平台下开发,操作界面直观友好,可以方便地对现场步进电机控制系统发布控制命令和参数;为解决现场控制层与监控层间数据交互问题,开发了基于MCGS的51单片机驱动构件;实际运行结果表明,整个系统实时性、稳定性良好,完全达到设计要求。     

先进控制软件集成实时数据平台的分析与设计*

先进控制软件在流程工业中广泛应用,但普遍存在着集成性弱、互操作性差等缺点。系统地分析了先进控制集成平台的必要性和功能需求,提出了集成平台的体系结构设计和数据模型设计,根据该设计模型实现先进控制软件集成实时数据平台ESPiSYSA的开发,现场运行取得了良好效果。     

飞行器半实物仿真系统过程控制软件设计

分布式一体化仿真系统过程控制软件是半实物仿真应用软件的重要组成部分,它是仿真过程控制计算机与各分系统之间进程控制、信息反馈和数据交互的纽带.正确规划、设计了该控制软件体系结构、控制流程并在实现过程当中解决了实时绘图、故障定位等问题,从而确保了系统运行的实时性与高效性.目前,该软件已成功运用于某飞行器的半实物仿真试验中.     

基于APF的监控系统设计与实现

针对电力系统中谐波检测实时性、准确性要求较高的特点,设计并实现了基于DSP有源电力滤波器(APF,active power filter)的电力监控系统.主要介绍了硬件结构和软件功能,并详细阐述了采用VC6.0作为开发语言的上位机监控系统软件的设计及其实现的方法和技术,包括实时数据采集与动态图形显示、工控机和下位机DSP的串口通信技术、数据库管理技术等.系统实现了工控机对电力系统的实时检测与准确控制,分析和验证了VC6.0用于电力系统控制软件设计与开发的可行性和有效性.     

电梯系统实时控制软件建模及PLC实现

为降低开发难度、提高开发效率,提出把基于层次化状态图的建模技术和框架技术应用于PLC实时控制软件的开发.以电梯控制为例说明了把此技术应用于PLC实时控制软件开发的过程.首先根据电梯控制要求和电梯算法建立了系统顶层状态图模型.然后分析了系统任务特性,根据任务特性提出了把控制任务分成局部顺序任务、全局实时任务和异步并发任务的系统分析方法,给出了任务间通信的方法.提出了用函数封装任务实现状态嵌套、用置位或复位函数的"使能输入端"进行任务调度的软件实现方法.最后给出了在西门子PLC上实现的电梯控制的主要程序和解决定时器失效问题的方法.实现的软件具有较高的实时性,设计的PLC程序可作为类似控制软件的框架.     

关于嵌入式应用开发技术

在阐述嵌入式系统概念和特性的基础上,介绍嵌入式系统设计中的硬件和软件协同设计、实时理论算法模型、实时设计表示、实时设计过程、实时软件设计方法等.文中还对应用软件开发的最小编程环境和实时操作系统、实时数据库以及软件的应用测试进行了阐述.     

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。     

一种跨声速风洞移测架伺服控制系统

移测架在风洞流场校测及精细化测量中发挥着重要作用,为实现某跨声速风洞流场的精细化测量,设计一套高精度移测架伺服控制系统,用于移测架精确定位控制.讨论了伺服控制系统的硬件配置、软件设计、安全联锁,介绍了控制策略.设计的伺服控制系统可实现风洞试验段X轴方向0.03mm定位控制精度,对提高风洞流场校测的精细化测量水平具有重要意义.     

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.     

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。     

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.     

大型暂冲式风洞自主式维修保障系统研究

2.4米×2.4米暂冲式风洞长期面临着繁重的试验任务,部分设备经常处于超负荷运行状态,故障频次、维修负担也逐年加重。为了解决风洞试修矛盾,提升风洞试验能力,本文基于故障预测与健康管理技术,针对2.4米×2.4米暂冲式风洞的运行和保障需求,结合风洞装备管理业务流程,从数据采集、数据存储、数据分析、数据应用这四个工作流程出发设计了系统软硬件架构,最终搭建了大型暂冲式风洞自主式维修保障系统。实现对故障的实时监测、诊断、预测。经过系统运行实践证明,风洞设备的故障率显著降低,试验能力和效率提升明显,初步建立了风洞的视情维修保障体系。     

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。     

基于嵌入式技术的风洞模拟测控系统设计

传统风洞模拟测控系统容易受到测试位置干扰,导致控制效果不佳,针对该问题,提出了基于嵌入式技术的风洞模拟测控系统设计;在系统硬件部分,根据IEEE1588标准,设计总线,在印刷电路板PCB上,确定布线层的层数,避免线路串扰;使用AT91 RM9200驱动模块控制开关,并在系统中嵌入测量仪器和执行机构;在系统软件流程设计过程中,通过嵌入模拟不同湍流特征脉动风场,结合PID算法,设置阈值并计算风洞模拟数据偏差值,通过调节积分控制风洞模拟测控系统的运行;由实验结果可知,该系统静风状态下,与实际情况最大误差为0.01 cm;吹风状态下,与实际距离横向最大相差0.01 cm,纵向相差0.01 cm,具有精准控制效果.     

基于风洞的设备健康管理与数据有效性判定平台研究

低速增压风洞是满足我国航空工业科技发展而建设的一座气动力重大基础试验设施;为了保障该设施的高效率和可靠地运行,以各机电设备、电气测控设备、机械装置为对象,根据其故障模式和故障特点选取合适的监测点,获取实时工作状态数据,再以数据为基础,进行状态监测、故障诊断、故障预测,实现预先性决策和针对性快速维修;基于OSA-CBM+体系构建的风洞健康管理系统,根据设备的运行状态,实现对试验数据的有效性进行实时判定,并实现了风洞装备由事后维修向视情维修转变;实现了装备从使用、维护、管理模式由分散式管理向集约式管理的转变;实现了装备系统故障诊断、预测及判读从人工智能向机器智能的转变。