一种航空发动机振动信号多线程采集模块设计

开发了Windows环境下基于NI公司数据采集卡的航空发动机振动测试系统通用数据采集模块.该采集模块采用了多线程技术,将数据采集和提取置于不同的线程中,以达到两者同步的目的.将该模块制作为Windows动态链接库(DLL),利用DLL资源共享特点来满足多种测试系统的调用请求.同时根据航空发动机运行过程分为稳态运行及暂态过程的特点,分别设计了对应的振动信号采集子模块,以满足不同运行状态的测试要求.由于航空发动机多为双转子,针对这一特点设计了双转速采集及数据处理程序.经过测试,该模块较好地解决了暂态过程中的数据丢失问题,能够实时准确地采集稳态过程及暂态过程的转速和振动信号,并已成功运用于现场实测.     

基于多个数字信号处理器的航空发动机参数采集系统设计与实现

根据航空发动机参数采集系统的数据采集和处理以及与其他机载设备进行数据通信等任务特点,采用模块化设计方法,利用双口RAM实现了一个由3片数字信号处理器构成的航空发动机参数采集系统.     

信号实时采集系统的最佳并行线程数的研究

为解决多核环境下,信号采集系统的数据处理实时性问题,提高波形数据采集和数据显示速度,提出使用裸线程构建数据采集模块和数据处理模块的最佳线程分配数量的最优线程分配算法,其目的在于合理分配线程给各个模块,达到系统的最佳性能。该算法基于生产者-消费者模式、操作系统多线程时间片轮转调度策略,根据各模块的工作量酌情调节线程比例,使应用程序达到最高加速比。实验表明,在双核环境下,该最佳线程数算法计算出最佳线程组合,使采集波形数据和数据显示合理并行化,相对于其他的线程组合分配方式完成程序花费的时间更少,提高了系统加速比、运算性能以及实时性。通过最优线程分配算法,提供了最优的线程数量分配方案,提高并行程序执行效率,减少了不必要的线程开销,提高了波形信号采集实时性。     

基于ECT技术的航空发动机尾气监测系统设计

为克服现有航空发动机尾气监测系统性能欠稳定和成本较高的问题,设计了基于电容层析成像(ECT)技术的航空发动机气路状态实时监测系统,实现了集传感器设计、数据采集及图像处理功能的一体化.系统主要包含多电极电容传感器模块、数据采集系统模块和计算机成像模块三大模块.概述了各个模块的设计思路,并详细论述了核心模块即采集系统模块的设计方法与控制流程.仿真实验表明:该系统具有性能稳定、非侵入性和实时性好等特点.     

航空地面电源数据记录仪设计

为监控航空地面电源的运行状态,评估装备的性能,设计了数据记录仪;重点阐述了系统的结构、工作原理及其软硬件设计;数据记录仪由数据采集系统和数据分析系统组成,数据采集系统随航空地面电源工作而启动,自动采集、处理并存储装备运行中的特征参数,整个过程由控制软件控制;将数据传输到上位机后,其分析软件复现采集的数据,与装备技术参数对比,以对其进行性能评估;通过实际应用表明,该记录仪性能稳定可靠,完全能够满足检测要求.     

基于VXI总线的某航空发动机试车台测试系统设计与实现

简要介绍了某型航空发动机试车台测试系统的设计,分析了试车台的工作原理及组成.系统硬件以VXI数据采集设备为核心,软件采用LabWindows/CVI编写.经测试,该测试系统可稳定工作,满足该型发动机试车数据采集要求,可实时监控发动机试车中各参数情况,判断发动机性能是否合格.     

高可靠多线程数据采集系统的研究与设计

根据航空数据采集系统的需要,分析了其对实时性,可靠性的特殊要求。通过比较传统以太网和实时网络的两种不同网络平台上对航空数据采集系统实时性、可靠性的设计支持,详细地介绍了一种基于广播内存实时网络环境下构建高可靠多线程实时数据采集系统的方案,并重点就利用广播内存实时网络和Windows NT嵌入式操作系统平台上提供的支持开发面向航空应用的高可靠机载多线程实时数据采集系统进行了分析和研究,并对可靠性实现的关键技术和采集应用软件设计进行了论述。     

基于ARM的航空发动机数据采集系统设计

为满足航空发动机外场检测要求,针对传统数据采集系统的缺陷,介绍了一种基于ARM的航空发动机数据采集系统设计原理和实现方法。系统以微处理器S3C2440为核心,设计了数据采集硬件电路,并结合移植的嵌入式Linux的操作系统,实现了ADC、SD卡及相关驱动。系统既可以满足发动机试车时离线模式数据采集要求,也可通过网络直接上传给上位机,为相关人员进行发动机状态监控与数据分析提供重要依据,具有操作方便、采集精度高和测量结果准确的特点。     

基于CAN的多通道数据采集系统的设计

提出了一种基于CAN总线,应用于航空发动机动态测试的多通道数据采集系统的设计方案。完成了对各传感器输出信号及电源信号的调理、采集、分析处理及上传,并对系统进行了非线性误差标定。给出了数据采集系统各模块的设计思想及系统软件设计流程。试验结果表明,该多通道数据采集系统具有抗干扰性强、采集精度高、接口灵活等优点,满足该型航空发动机测试系统的需求。     

分布式信号采集分析系统海量非结构化数据实时处理技术研究

在分布式信号采集分析系统中,为保证系统的通用性,需要加装一些不同的数据采集设备,在系统规模较大时,按照传统的开发方式,要实时处理由于硬件架构不同带来的海量非结构化数据,将往往会导致不同设备无法同时工作的问题。本文将数据采集线程转化为系统服务进程,解决了这一问题。测试表明,本文设计的方案仅使得系统资源略有增加,保证了系统的稳定工作。     

Aero-Engine Surge Fault Diagnosis Using Deep Neural Network

Deep learning techniques have outstanding performance in feature extraction and model fitting. In the field of aero-engine fault diagnosis, the introduction of deep learning technology is of great significance. The aero-engine is the heart of the aircraft, and its stable operation is the primary guarantee of the aircraft. In order to ensure the normal operation of the aircraft, it is necessary to study and diagnose the faults of the aero-engine. Among the many engine failures, the one that occurs more frequently and is more hazardous is the wheeze, which often poses a great threat to flight safety. On the basis of analyzing the mechanism of aero-engine surge, an aero-engine surge fault diagnosis method based on deep learning technology is proposed. In this paper, key sensor data are obtained by analyzing different engine sensor data. An aero-engine surge dataset acquisition algorithm (ASDA) is proposed to sample the fault and normal points to generate the training set, validation set and test set. Based on neural network models such as one-dimensional convolutional neural network (1D-CNN), convolutional neural network (RNN), and long-short memory neural network (LSTM), different neural network optimization algorithms are selected to achieve fault diagnosis and classification. The experimental results show that the deep learning technique has good effect in aero-engine surge fault diagnosis. The aero-engine surge fault diagnosis network (ASFDN) proposed in this paper achieves better results. Through training, the network achieves more than 99% classification accuracy for the test set.     

某型航空发动机试车测控系统

采用PXI总线数据采集系统和PLC,基于虚拟仪器技术,设计了某型航空发动机试车台测控系统。采用触摸屏取代了传统的实物控制面板,并且多个控制界面可以随发动机状态自动切换;采用TCP/IP以太网通信协议,实现了PLC、串口设备以及工业控制计算机之间的通信,将测试和控制信息融合在一起;详细分析了试车需求,实现了测量参数校准/标定,数据采集、监控、存储、分析处理,试车报表整理输出,试车工艺提示等多种功能。调试和运行表明,系统配置灵活、工作稳定可靠、操作简单、维护方便,完全满足某型航空发动机试车需要。     

基于SD卡的发动机参数采集存储系统设计

为了满足航空发动机性能检测的需要,设计了一种基于SD卡的嵌入式数据采集存储系统,使用了高性能DSP处理器TMS320LF2407A作为主处理器。在离线的模式下可以脱离上位机独立工作,将采集到的发动机参数存入Flash和SD卡中双重备份,也可在联机模式下,通过USB口直接将数据传送至上位机进行故障诊断和报警。采用改进型March算法对该系统的SD卡存储性能做了测试,结果表明该系统数据记录准确,数据存储稳定可靠。     

航空发动机轴承试验机测控系统的设计

为了分析新型材料航空发动机轴承的失效原因并提高轴承的使用寿命和可靠性,研制了一台能够模拟航空发动机工况的轴承疲劳试验机,设计了基于西门子S7-1500PLC的远程测控系统.测控系统通过PLC控制模块、驱动器和变频器等,实现了动力系统、润滑系统和加载系统的控制和试验载荷谱线的自动运行.试验主参数信号通过高速高性能模拟量A/D模块进行采集,并通过以太网传输至上位机.上位机软件对数据进行实时处理、存储和绘制曲线.通过试验验证,所设计的轴承试验机测控系统设计合理、运行可靠,为航空发动机轴承寿命研究和性能试验提供了基础平台和数据支撑.     

基于虚拟仪器的航空发动机转子系统早期故障识别

简要介绍了虚拟仪器及PXI(PCI extensions for instrumentation)总线技术的发展状况及优越性,设计了基于PXI硬件系统及LabVIEW软件框架下的航空发动机转子早期故障识别系统.该系统可以实现多通道高速信号采集、数据预处理、信号分析、故障推理、诊断等功能,具有良好的人机交互特性.实验证明...     

基于LabVIEW的航空发动机全流程参数测量数据采集系统

在某型号发动机全流程参数测量的基础上,研究建立发动机全流程参数测量系统。利用虚拟仪器技术和数据采集与处理的基本理论,以美国NI公司的数据采集板卡为硬件平台,以LabVIEW软件为应用程序开发平台,设计了发动机全流程参数测量系统。该系统能够完成参数采集,传感器校验等功能,为发动机全流程参数测量打下基础。     

基于CompactRIO的便携式航空发动机温度采集系统

为了满足航空发动机外场测试的便携性要求,利用NI公司的CompactRIO(CRIO)平台设计了发动机便携式温度测试系统.利用LabVIEW FPGA开发了CRIO的底层FPGA模块,实现对数据采集模块的控制与管理;利用LabVIEW RTOS开发了CRIO的底层实时操作系统,实现了对采集数据的组织、管理及与上位机通信;最后利用LabVIEW开发了上位机软件,实现测试数据的实时显示和数据存储.基于CRIO的便携式温度采集系统具有体积小、重量轻、精度高、实时性强、灵活性较高的优点,充分满足了航空发动机外场便携式测试的功能要求.     

多频连续波雷达数据实时压缩算法设计

随着测试参数种类增加,测试环境越来越复杂,海量雷达数据与有限存储容量之间的矛盾日益明显,实时数据采集与压缩技术可以缓解这一矛盾的加剧.雷达数据采集系统采取了基于FPGA的LZW实时无损压缩算法.该算法能够实现追求采集信号精度的同时减低算法难度,已成功应用于某飞行测试实验,性能指标满足应用要求.