nilabview应用风洞数据采集与控制系统

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1、NATIONAL尸INSTRUMENTSNlLabVIEW应用风洞数据采集与控制系统“NlLabVIEW帮助我们实现了高达2kHz的ESP端口切换速率，并通过缩短风洞的整个操作周期为客户节省费用。我们在压力测量中实现0.01%FS的精度。”・Vijay.J,应用工程师，CaptronicSystemsPvt.Ltd,Bangalore,IndiaTheChallenge:开发一个可用于飞机配置与组件的动静力测量、可用于电源设备的进气测试（即逬气兼容性研究）.可用于稳定性导数评估的徵震荡测试,也可用于模拟飞机失速与尽扳形成的高範荡与旋转导数的功能全面

2、的、灵活可集的测试系统。ESP校准屏幕显示TheSolution:利用NI的PXI与SCXI平台以及LabVIEW实时软件.开发一个可第且高度精确的数据采集与控制系统。Author（s）:Vijay.J,应用工程师•CaptronicSystemsPvt.Ltd,Bangalore,IndiaMondeepDuarah资深经理・CaptronicSystemsPvt.Ltd,Bangalore,India风洞是一种空气动力学测试设备，它用于研究物体画0S的气流模式并测凰作用其上的空代动力。一个典型的风洞包含一个安置飞机横型的测试部分、一个位于该测试

3、部分之前的压缩部分与稳定部分和一个位于该测试部分之后的扩锻部分。位于该扩敬部分的风厨提供所飛的气流。这样的配3!准确地模拟了飞机与代流间的相对运动。风洞测试中的测置系统通常包含动静力测置、压力分布测■和用于依风向确定横型方向的位置测系统配置数据采集系统是一个包含有NlSCXM125模块的基于PXI的系统,用于接收来自压力扫描仪的压力测気结果。扫描仪中的压力端口的切涣通过NlPXI-6527完成，同时它也负责切换与监测系统中隔离阀、蝴蝶阀和球形阀的状态。SCXM125用于采集压力传感器的输出以计算马赫数。该系统利用NlSCXI-1520的六个通道采集

4、来自六个张力测■装置的作用力数值。一个NlPXI-7344运动控制器板卡控制与运动控制板卡接口的模型与渐増编码關的方向•然后将方向信息回传至系统。PXI-4472也用于振动与声压测Ao系统实现系统软件基本分成两个模块,校准模块与采集模块。校准模块一软件利用五点枚准法校准压力传感器、ESP（电子压力扫描仪）和张力测量装置平衡。通过软件完成作用力平衡的端到端校准，以创建校准矩阵。NILabVIEW用于方便校准的执行，并提供非常准确的结果。该系统还可以验证校准的效果。在创建新的校准并通过压力检验验证校准效果时所使用的GUI屏幕显示如图1和图2所示。图1.

5、ESP校准屏幕虚示M9AJIu・・4n«Rfa-图2.经过校准的压力值的验证采集模块一前面所提及的研究涉及两个基本的测量，压力测*和作用力测fto这两个测量都通过两阶段完成：一阶段采集压力与张力测用装置平衡的偵移fi,另一阶段完成实际测显。偏移SL将从第二阶段的测显中抽取，然后映射至对应的工程数值。压力测量飞机模型中的速率分布是通过采集来自模型上固定点的压力测虽值所得。这项工作是通过端口与模型中一些固定点相连的电子压力扫描仪完成的。在实际采集开始前.软件控制着维护流速及将模型引入气流所需的序列。用户仅须输入马誌数・该软件便可以控制整个风洞。在

6、压力测量过程中・运动控制板卡用于让模型指向预设位置。NILabVIEW帮助我们实现了高达2kHz的ESP端口切换速率.并通过缩短风洞的整个操作周期为客户节省费用。我们在压力测矗中实现0.01%FS的精度。图3展示了压力测■窗口。图3.数据采集——压力测最作用力测虽一个风涸涉及两种类型的作用力测■,静力測■和动力测・。静力测*要求将橫型保持在预先设定的位置.而动力测■则要求在预先设定的曲线上移动楼型并采集作用力的数值。作用力测加首先涉及模型的偏移凤的采集——使模型始终处于预设位置或者在预设的曲线上移动模型・并采集数据。接盾，启动实际序列一順序打开隔离

7、阀、球形阀、蝴蝶阀和压力调节阀，并通过NlDIO模块监测其状态。然后软件检验所设置的马赫数。一且达到了所设定的马赫数,软件将模型推入空代流中。在静力测足情况下，模型移动至某个特定的位置，进行作用力数据采集；然后，模型移动至另一个位置，再次进行作用力数据采集；如此反复。对于动力测绘.左模型引入气流中后，启动第一次采集。然后.模型庶转至与气流相同的曲钱.并减小阀门。挑战在于控制模型的位置并同步采集作用力数据和位置数据。如果没有NI运动控制板卡和PXI,这项工作将不可能通过单个处理器完成。运动控制器中的DSP处理器帮助我们毫不复杂地完成了这项工作，并使得

8、这两项操作相互独立且同步。振动与声压测量加速计与PXI-4472相连•用于测量模型在特定马赫数情况下的振动。还通过所连接的