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作者:
秀梅 任 - 北京動力機械研究所
行業:
航空/航天, 運輸, 機器/機械
產品:
數據采集, 聲音與振動, 實時, 分布式I/O, 軟件
挑戰:
空台帶飛試驗是動力係統在研製過程中的關鍵性試驗。在本次試驗中，飛行平台的性能高，需求完成動力係統起飛、爬高、加速等試驗項目的考核，因此提高了對機載控製台工作狀態下的力學環境要求。機載控製台需要完成采集、監控、通信等多種功能，所應用的環境條件惡劣、電磁環境複雜，又由於涉及到飛機和被試產品的安全性，機載控製台必須具備高可靠性。
解決方案:
基於NI CompactRIO 平台開發了機載控製台，用於帶飛過程中的試驗狀態控製、數據采集、監控參數實時顯示、安全報警、數字通信、試驗安全保障係統監控。具有很強的穩定性、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，改變了傳統的對轉速和振動新好測量的方法，提高了測量精度。用CompactRIO係列產品開發的機載控製台具有很強的穩定性、實用性和易操作性。"
1 機載控製台功能
根據試驗要求，機載控製台需完成如下功能：
- 機載控製台能夠完成對多種型號被試產品的電氣和控製係統的自檢、射檢功能
- 機載控製台能夠完成對多種型號被試產品濕起動、幹起動、工藝起動和製式起動等試驗項目的控製
- 機載控製台能夠完成被試產品監測參數的實時顯示和數據存儲工作，參數包括：溫度、壓力、轉速、振動、指令電壓等
- 試驗過程中，監測參數超出限製範圍時，控製台能夠自動報警
- 被(bei)試(shi)產(chan)品(pin)工(gong)作(zuo)時(shi)由(you)於(yu)燃(ran)油(you)泄(xie)漏(lou)造(zao)成(cheng)艙(cang)內(nei)部(bu)著(zhe)火(huo)時(shi)，安(an)裝(zhuang)在(zai)艙(cang)內(nei)的(de)火(huo)警(jing)探(tan)測(ce)器(qi)向(xiang)控(kong)製(zhi)台(tai)發(fa)出(chu)火(huo)警(jing)信(xin)號(hao)，控(kong)製(zhi)台(tai)能(neng)夠(gou)進(jin)行(xing)火(huo)警(jing)報(bao)警(jing)。飛(fei)行(xing)員(yuan)根(gen)據(ju)火(huo)情(qing)按(an)動(dong)控(kong)製(zhi)台(tai)前(qian)麵(mian)板(ban)上(shang)的(de)“滅火”按鈕，控製滅火器滅火
2 係統設計
2.1 設計要求
在係統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：在惡劣的環境條件和複雜的電磁環境中可靠工作
- 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
- 抗幹擾能力強：在被試產品的控製中包括模擬量和數字量，控製台硬件的抗幹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 平台能夠達到方案預期的效果，可以快速地開發出複雜、並行、有效並且容易使用的機載控製台，總體方案如圖所示。
采用CompactRIO 平台開發出的產品外形尺寸為460mm ×230mm × 230mm，其外形是同類地麵試驗設備的1/6。
 
在軟件的編製上具有以下優點：
- 利用LabVIEW touch-panel可以快速開發出數字顯示和圖形顯示界麵；界麵友好，使飛行員易於操作
- 軟件的編寫充分利用了LabVIEW 程序可並行的特點，監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，改變了傳統的對轉速和振動新好測量的方法，提高了測量精度
3 係統應用情況：
機載控製台為該型號動力係統的研製工作作出了重要貢獻。機載控製台實現了：
- 進場後控製台開箱合格率100%
- 產品首次試驗成功率100%
- 在所有試驗過程中，控製台的無故障率100%
- 由於該控製台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，節約了大量的試驗經費
4 結論：
用CompactRIO 係列產品開發的機載控製台具有很強的穩定性、實用性和易操作性，與傳統的試驗設備比較機載控製台的性能優越、功能強大。
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