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作者:
秀梅 任 - 北京動力機械研究所
行業(yè):
航空/航天, 運輸, 機器/機械
產品:
數(shù)據(jù)采集, 聲音與振動, 實時, 分布式I/O, 軟件
挑戰(zhàn):
空臺帶飛試驗是動力系統(tǒng)在研制過程中的關鍵性試驗。在本次試驗中，飛行平臺的性能高，需求完成動力系統(tǒng)起飛、爬高、加速等試驗項目的考核，因此提高了對機載控制臺工作狀態(tài)下的力學環(huán)境要求。機載控制臺需要完成采集、監(jiān)控、通信等多種功能，所應用的環(huán)境條件惡劣、電磁環(huán)境復雜，又由于涉及到飛機和被試產品的安全性，機載控制臺必須具備高可靠性。
解決方案:
基于NI CompactRIO 平臺開發(fā)了機載控制臺，用于帶飛過程中的試驗狀態(tài)控制、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控參數(shù)實時顯示、安全報警、數(shù)字通信、試驗安全保障系統(tǒng)監(jiān)控。具有很強的穩(wěn)定性、實用性和易操作性。
"LabVIEW具有很強的信號處理和信號分析功能，改變了傳統(tǒng)的對轉速和振動新好測量的方法，提高了測量精度。用CompactRIO系列產品開發(fā)的機載控制臺具有很強的穩(wěn)定性、實用性和易操作性。"
1 機載控制臺功能
根據(jù)試驗要求，機載控制臺需完成如下功能：
- 機載控制臺能夠完成對多種型號被試產品的電氣和控制系統(tǒng)的自檢、射檢功能
- 機載控制臺能夠完成對多種型號被試產品濕起動、干起動、工藝起動和制式起動等試驗項目的控制
- 機載控制臺能夠完成被試產品監(jiān)測參數(shù)的實時顯示和數(shù)據(jù)存儲工作，參數(shù)包括：溫度、壓力、轉速、振動、指令電壓等
- 試驗過程中，監(jiān)測參數(shù)超出限制范圍時，控制臺能夠自動報警
- 被試產品工作時由于燃油泄漏造成艙內部著火時，安裝在艙內的火警探測器向控制臺發(fā)出火警信號，控制臺能夠進行火警報警。飛行員根據(jù)火情按動控制臺前面板上的“滅火”按鈕，控制滅火器滅火
2 系統(tǒng)設計
2.1 設計要求
在系統(tǒng)的硬件設計上需達到的效果：
- 高集成度：飛機內部空間有限，盡量減少占用空間
- 自動化：盡量減少飛行員的操作
- 可靠性：在惡劣的環(huán)境條件和復雜的電磁環(huán)境中可靠工作
- 高精度：測量信號種類較多，包括溫度、壓力、轉速、振動、指令電壓等，測量精度要求高
- 抗干擾能力強：在被試產品的控制中包括模擬量和數(shù)字量，控制臺硬件的抗干擾能力決定了飛機和被試產品的安全性
2.2 設計方案
通過對國內外各廠家產品的比較， 設計人員一致認為N ICompactRIO 平臺能夠達到方案預期的效果，可以快速地開發(fā)出復雜、并行、有效并且容易使用的機載控制臺，總體方案如圖所示。
采用CompactRIO 平臺開發(fā)出的產品外形尺寸為460mm ×230mm × 230mm，其外形是同類地面試驗設備的1/6。
 
在軟件的編制上具有以下優(yōu)點：
- 利用LabVIEW touch-panel可以快速開發(fā)出數(shù)字顯示和圖形顯示界面；界面友好，使飛行員易于操作
- 軟件的編寫充分利用了LabVIEW 程序可并行的特點，監(jiān)控程序和測試程序同時運行
- LabVIEW具有很強的信號處理和信號分析功能，改變了傳統(tǒng)的對轉速和振動新好測量的方法，提高了測量精度
3 系統(tǒng)應用情況：
機載控制臺為該型號動力系統(tǒng)的研制工作作出了重要貢獻。機載控制臺實現(xiàn)了：
- 進場后控制臺開箱合格率100%
- 產品首次試驗成功率100%
- 在所有試驗過程中，控制臺的無故障率100%
- 由于該控制臺與飛機和其它設備之間匹配良好，將試驗周期從以往的4 個月減少至10 天，節(jié)約了大量的試驗經(jīng)費
4 結論：
用CompactRIO 系列產品開發(fā)的機載控制臺具有很強的穩(wěn)定性、實用性和易操作性，與傳統(tǒng)的試驗設備比較機載控制臺的性能優(yōu)越、功能強大。
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