基于虚拟仪器技术的天平静校台自动测控系统的研制

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在风洞测力试验中，风洞天平对作用在飞行器模型上的气动载荷的测量精确度，不仅取决于天平本身的性能，更取决于天平校准的精确度，因此，天平静校在风洞实验中占据关键的地位，研制高精确度的天平静校台就具有非常紧迫的现实意义。本文重点阐述了研制风洞天平静校台自动测控系统的关键技术和所涉及的理论问题，其中六自由度快速、稳态、自动复位关键技术在军用、民用都有很强的实际应用价值，完成了系统的软、硬件设计、安装和调试，并进行了相应的实验。该测控系统采用虚拟仪器框架，运用虚拟仪器技术，达到共享硬件和软件资源的目的。本文的工作分为以下三部分:首先，搭

2、建以VXIBus仪器模块为核心的自动测控系统，使其与激光测量系统、加载机构、支撑及复位机构和天平数据通道建立通讯连接，并对PSD(PositionSensitiveDetection)的输出特性进行研究，解决了PSD输出稳定性这一关键技术。其次，重点研究了自动控制算法，数字滤波技术和主控软件的实现技术。根据本系统加载和复位同时进行的特点，提出了模糊P功分级控制的复位策略。深入研究了Mallat分解和重构算法，解决了PSD输出高精度的技术难题。采用LabWindows/CVI可视化软件编程平台进行主控软件的设计，解决了加载头六自由度的同时自动加载和PSD、力传感

3、器数据的高速采集及实时处理，实现了加载头六自由度无脱靶、快速、稳态自动复位。该主控软件采用ATE思想，可根据天平静校台使用手册，方便地校准天平，灵活地进行各种操作，提高了工作效率，使校准时间从I周缩短到3个小时。整个校准过程以交互式方式显示，工作人员可以在中文界面的引导下方便地完成校准工作，并可以将校准结果自动记录下来。最后，完成了整个静校台的联机调试。进行了六自由度复位精度测试实验，得出与实际相符的实验数据并进行了误差分析。使用该静校台圆满地完成了对中国空气动力研究院的4b58中载天平的校准标定任务，鉴定结果总体达到了先进水平。关键词虚拟仪器;LabWind

4、ows/CVI;模糊PID控制器;Mallat算法哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractDuringthedynamometerchecksinthetunnel,themeasuringprecisionoftheair-dynamicloadsonaircraftmodel,whicharemeasuredbywindtunnelbalance,isdeterminednotonlybythequalityofthebalanceitself,butalsobytheprecisionofbalance'scalibration.Forthisre

5、ason,balance'scalibrationplaysacriticalroleinthewindtunnelexperiments,whichmakesthedevelopmentofcalibrationplatformwithahighprecisionpossessanurgentlypracticalmeaning.Inthispaper,thekeytechniquesandthetheoreticalproblemsreferredinstudyingtheautomaticmeasuringandcontrollingsystemofth

6、ecalibrationplatformofwindtunnelbalanceareformulated,amongwhich,thekeytechniqueofthequick,steadandautomaticloading-headresettinghassignificantvaluesinbothmilitaryandcivilapplication.Thedesign,installationanddebugofsoftwareandhardwareofthesystemarefinished,andthecorrespondingexperime

7、ntsareconducted.Thesystemadoptsvirtualinstrument(VI)frameandtechniquestoachievethepurposeofsharingthehardwareandsoftwareresource.Thetaskcanbedividedintothreeparts:Firstly,theautomaticmeasuringandcontrollingsystemwhosecoreisVXIBusinstrumentmoduleisbuiltup,andconnectedwiththelasermeas

8、uringsystem,theload