NILabVIEW應(yīng)用風(fēng)洞數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)

1、national 尸 instrumentsnl labview應(yīng)用風(fēng)洞數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)“nl labview幫助我們實(shí)現(xiàn)了高達(dá)2 khz的esp端口切換速 率，并通過縮短風(fēng)洞的整個(gè)操作周期為客戶節(jié)省費(fèi)用。我們?cè)?壓力測(cè)量中實(shí)現(xiàn)0.01% fs的精度。” vijay. j ,應(yīng)用工程師，captronic systems pvt. ltd, bangalore, indiathe challenge:開發(fā)一個(gè)可用于飛機(jī)配置與組件的動(dòng)靜力測(cè)量、可用于電源設(shè)備的進(jìn)氣測(cè)試（即逬氣兼容性研究）.可用于穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)評(píng) 估的徵震蕩測(cè)試,也可用于模擬飛機(jī)失速與盡扳形成的高範(fàn)蕩與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)的功能全面的、靈活可集

2、的測(cè)試系統(tǒng)。esp校準(zhǔn)屏幕顯示the solution:利用ni的pxi與scxi平臺(tái)以及l(fā)abview實(shí)時(shí)軟件.開發(fā)一個(gè)可第且高度精確的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。author （s）:vijay. j ,應(yīng)用工程師 captronic systems pvt. ltd, bangalore, indiamondeep duarah 資深經(jīng)理 captronic systems pvt. ltd, bangalore, india風(fēng)洞是一種空氣動(dòng)力學(xué)測(cè)試設(shè)備，它用于研究物體畫0s的氣流模式并測(cè)凰作用其上的空代動(dòng)力。一個(gè)典型的風(fēng)洞包含一個(gè)安置飛機(jī)橫型的測(cè)試部分、一個(gè)位于該測(cè)試部分之前的 壓縮部分與穩(wěn)定

3、部分和一個(gè)位于該測(cè)試部分之后的擴(kuò)鍛部分。位于該擴(kuò)敬部分的風(fēng)廚提供所飛的氣流。這樣的配3!準(zhǔn)確地模擬了飛機(jī)與代流間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。風(fēng)洞測(cè)試中的測(cè)置系統(tǒng)通常包含動(dòng)靜力測(cè)置、壓力分布測(cè)和用于依風(fēng)向確定橫型方向的位置測(cè)系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個(gè)包含有nl scxm125模塊的基于pxi的系統(tǒng),用于接收來自壓力掃描儀的壓力測(cè)気結(jié)果。掃描儀中的壓力端口的切渙通過nl pxi- 6527完 成，同時(shí)它也負(fù)責(zé)切換與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中隔離閥、蝴蝶閥和球形閥的狀態(tài)。scxm125用于采集壓力傳感器的輸出以計(jì)算馬赫數(shù)。該系統(tǒng)利用nl scxi- 1520的六個(gè)通道采集來自六個(gè)張力測(cè)裝置的作用力數(shù)值。一個(gè)nl pxi-7344運(yùn)

4、動(dòng)控制器板卡控制與運(yùn)動(dòng)控制板卡接口的模型與漸増編碼關(guān)的方向然后將方向信息回傳至系統(tǒng)。pxi-4472也用于振動(dòng)與聲壓測(cè)ao系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件基本分成兩個(gè)模塊,校準(zhǔn)模塊與采集模塊。校準(zhǔn)模塊一軟件利用五點(diǎn)枚準(zhǔn)法校準(zhǔn)壓力傳感器、esp （電子壓力掃描儀）和張力測(cè)量裝置平衡。通過軟件完成作用力平衡的端到端校準(zhǔn)，以創(chuàng)建校準(zhǔn)矩陣。ni labview用于方便校準(zhǔn)的執(zhí)行，并提供非常準(zhǔn)確的結(jié)果。該系統(tǒng)還可以驗(yàn)證校準(zhǔn)的效果。在創(chuàng)建新的校準(zhǔn)并通過壓力檢驗(yàn)驗(yàn)證校準(zhǔn)效果時(shí)所使用的gui屏幕顯示如圖1和圖2所示。圖1.esp校準(zhǔn)屏幕虛示m<m>9ajiu 4 n«rfa-圖2.經(jīng)過校準(zhǔn)的壓力值的驗(yàn)證

5、采集模塊一前面所提及的研究涉及兩個(gè)基本的測(cè)量，壓力測(cè)*和作用力測(cè)fto這兩個(gè)測(cè)量都通過兩階段完成：一階段采集壓力與張力測(cè)用裝置平衡的偵移fi ,另一階段完 成實(shí)際測(cè)顯。偏移sl將從第二階段的測(cè)顯中抽取，然后映射至對(duì)應(yīng)的工程數(shù)值。壓力測(cè)量飛機(jī)模型中的速率分布是通過采集來自模型上固定點(diǎn)的壓力測(cè)雖值所得。這項(xiàng)工作是通過端口與模型中一些固定點(diǎn)相連的電子壓力掃描儀完成的。在實(shí)際采集開始前.軟件控制著維護(hù)流速及將模型引入氣流所需的序列。用戶僅須輸入馬誌數(shù)該軟件便可以控制整個(gè)風(fēng)洞。在壓力測(cè)量過程中運(yùn)動(dòng)控制板 卡用于讓模型指向預(yù)設(shè)位置。nilabview幫助我們實(shí)現(xiàn)了高達(dá)2 khz的esp端口切換速率.并通過

6、縮短風(fēng)洞的整個(gè)操作周期為客戶節(jié)省費(fèi)用。我們?cè)趬毫y(cè)矗中實(shí)現(xiàn)0.01% fs的精度。圖3 展示了壓力測(cè)窗口。圖3.數(shù)據(jù)采集壓力測(cè)最作用力測(cè)雖一個(gè)風(fēng)涸涉及兩種類型的作用力測(cè),靜力測(cè)和動(dòng)力測(cè)。靜力測(cè)*要求將橫型保持在預(yù)先設(shè)定的位置.而動(dòng)力測(cè)則要求在預(yù)先設(shè)定的曲線上移動(dòng)樓型并采集作用力的數(shù)值。作用力測(cè)加首先涉及模型的偏移鳳的采集使模型始終處于預(yù)設(shè)位置或者在預(yù)設(shè)的曲線上移動(dòng)模型并采集數(shù)據(jù)。接盾，啟動(dòng)實(shí)際序列一順序打開隔離閥、球形閥、蝴 蝶閥和壓力調(diào)節(jié)閥，并通過nl dio模塊監(jiān)測(cè)其狀態(tài)。然后軟件檢驗(yàn)所設(shè)置的馬赫數(shù)。一且達(dá)到了所設(shè)定的馬赫數(shù),軟件將模型推入空代流中。在靜力測(cè)足情況下，模型移動(dòng)至某個(gè)特定的位

7、置，進(jìn)行作用力數(shù)據(jù)采集；然后，模型移動(dòng)至另一個(gè)位 置，再次進(jìn)行作用力數(shù)據(jù)采集；如此反復(fù)。對(duì)于動(dòng)力測(cè)繪.左模型引入氣流中后，啟動(dòng)第一次采集。然后.模型庶轉(zhuǎn)至與氣流相同的曲錢.并減小閥門。挑戰(zhàn)在于控制模型的位置并同步采集作用力數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)。如果沒有ni運(yùn)動(dòng)控制板卡和pxi ,這項(xiàng)工作將不可能通過單個(gè)處理器完成。運(yùn)動(dòng)控制器中的dsp處理器 幫助我們毫不復(fù)雜地完成了這項(xiàng)工作，并使得這兩項(xiàng)操作相互獨(dú)立且同步。振動(dòng)與聲壓測(cè)量加速計(jì)與pxi- 4472相連用于測(cè)量模型在特定馬赫數(shù)情況下的振動(dòng)。還通過所連接的麥克風(fēng)采集飛機(jī)模型上的聲壓水平，供震蕩研究使用。結(jié)論所開發(fā)的系統(tǒng)為前述空氣動(dòng)力學(xué)研究提供了極高的靈活

8、性與可靠性。我們能夠?qū)L(fēng)洞控制、模型調(diào)蜜控制和數(shù)據(jù)集成在一個(gè)系統(tǒng)，免除了三個(gè)系統(tǒng)及其驚雜同步的必要。如果您有任何問題.請(qǐng)留言給ni工程師，我們會(huì)盡快給您回電！author in formation:vijay. j .應(yīng)用工程師captronic systems pvt. ltd, bangalore, indiaesp校準(zhǔn)屏幕顯示legalthis case study (this "case study") was developed by a national instruments (hnr)customer. this case study is provided "as is