TPS校准箱测控系统研制

论文摘要

随着现代科技的不断进步,飞行器都配置了各类喷气发动机,发动机喷出的高温高压燃气流和进气道进气对飞行器各部件绕流流场有较大的影响,从而影响气动力。在国外,已经应用涡轮动力模拟器进行进排气风洞模拟试验。在国内,目前只有中国航空工业空气动力研究院引进了涡轮动力模拟器及其校准设备(校准箱机械主体设备)。为了准确测量进排气对飞行器气动力的影响,在进行风洞试验之前需要在校准箱中进行校准试验。组建一套先进的校准箱测控系统对完成校准试验,获得准确的试验数据具有重要的意义。本文在借鉴了国外风洞实验测试系统优点的基础之上,结合目前测控领域内较新的技术,给出了校准箱测控系统总体设计方案。即在控制方式上,采用集散式模式:在系统硬件组成上,采用基于VXI总线结构的模块式仪器;在软件上,使用数据库与图形化编程环境相结合的方式进行设计开发,最后将硬件、软件进行无缝连接构建出先进的校准实验测试系统。本系统包含了压力控制、转速控制、校准箱控制三个节点。本文主要介绍了校准箱控制节点,主要从节点的系统控制、数据采集、软件开发等三个方面进行了详细地论述。重点阐述了基于VXI总线的模块在数据采集、变频技术中的具体应用,给出具体的硬件框图和设计原理。在软件开发上,结合数据库技术,借助于先进Labview可视化软件,建立了具有虚拟仪器的主控程序,给出了具体软件流程图。目前该测控系统已经成功地应用到模拟器的校准试验中,试验结果表明该系统工作稳定、具有较好的开放性、可靠性良好,测试精度较高。测试系统的性能,达到了预定的设计指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题目的及意义
• 1.1.1 通流短舱
• 1.1.2 喷气短舱
• 1.1.3 引射器短舱
• 1.1.4 涡轮动力模拟器
• 1.2 国内外 TPS校准箱校准实验技术发展现状
• 1.3 本课题研究内容及安排
• 第2章 测控系统总体方案设计
• 2.1 测控系统概述
• 2.1.1 测试系统设计思想
• 2.1.2 测控系统中总线结构选择
• 2.2 测试系统总体方案设计
• 2.2.1 数据采集
• 2.2.2 控制系统
• 2.2.3 监控系统
• 2.2.4 气动数据处理
• 2.3 测试系统中模块仪器的选用
• 2.3.1 数据采集模块的选用
• 2.3.2 控制模块的选用
• 2.3.3 系统中核心部件的选用
• 2.4 试验现场电缆分布的规划
• 2.5 测试软件的研制
• 2.6 本章小结
• 第3章 VXI总线及 E1415A控制单元
• 3.1 VXI总线
• 3.2 E1415A控制单元概述
• 3.3 E1415A控制单元应用设计
• 3.3.1 模拟输入输出通道设定
• 3.3.2 数字输入输出通道设定
• 3.3.3 控制单元触发系统
• 3.3.4 控制单元数据变量存取
• 3.3.5 控制单元编程顺序
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于VXI总线的控制系统
• 4.1 控制系统概述
• 4.2 控制系统的硬件组成
• 4.3 主控程序及流程图
• 4.4 三相异步电机的控制
• 4.4.1 系统概述
• 4.4.2 硬件接口
• 4.4.3 控制过程
• 4.4.4 控制程序
• 4.5 交流伺服电机的控制
• 4.5.1 系统概述
• 4.5.2 控制程序
• 4.5.3 参数设置与计算
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于 VXI总线数据采集系统
• 5.1 概述
• 5.2 数据采集系统组成与结构
• 5.3 E1413采集模块应用简介
• 5.4 高精度数字桥压电源
• 5.5 采集系统功能接口
• 5.5.1 接口简介及框图
• 5.5.2 与 PC机的通信协议
• 5.5.3 现场操作快捷键
• 5.5.4 外触发采集
• 5.6 校准与检测
• 5.7 与服务器、主控机的通信
• 5.8 数据监视功能
• 5.8.1 零值监测
• 5.8.2 实验过程中的数据监视
• 5.9 采集软件功能简介
• 5.10 本章小结
• 第6章 主控软件
• 6.1 概述
• 6.2 数据库管理模式
• 6.3 试验计划
• 6.4 主控软件试验流程
• 6.5 主控软件介绍
• 6.6 本章小结
• 第7章 动力模拟器校准试验
• 7.1 试验目的
• 7.2 试验项目
• 7.3 试验设备
• 7.4 试验用 TPS及外罩
• 7.5 试验结果及结果的分析
• 7.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及取得的成果
• 致谢
• 个人简历