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XX风洞测控软件设计与实现

作　者: 张伟
导　师: 邓淑华；赵忠良
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 风洞 测控系统 数据采集 Labwindows/CVI
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


XX风洞是国内自行设计、建造的一座直流暂冲式跨超声速风洞,它是我国主力的导弹等飞行器选型、定型的试验风洞,该风洞自1975年建成并投入运行以来,为我国航空航天飞行器选型、定型验证完成了数万次的风洞试验,提供了大量可靠的试验数据。该风洞测控系统经过多年的运行,设备老化、精度和可靠性下降,已不能满足目前型号试验对风洞测控系统提出的要求。为了提高系统的易操作性和自动化水平,增加系统的安全稳定性及可维护性,提高马赫数控制及压力控制精度,提高系统测量精准度,缩短试验运行时间,降低试验成本,提高试验效率,需要研制新的风洞测控系统。XX风洞测控系统总体结构采用Client/Server体系结构的计算机局域网络系统。其控制系统采用控制台手动控制与计算机自动控制相结合的控制形式,采用数字PID控制算法,实现马赫数和总压控制。阀门控制采用交流变频调速系统,投放机构控制采用交流伺服系统,模型姿态角控制采用混合式步进电机驱动系统。测量系统采用计算机通过总线桥与PXI系统组成风洞数据采集系统,压力的测量采用PSI压力测量系统。测控系统软件采用结构化设计,测控软件采用Lab Window/CVI 2009开发。新研制的风洞测控系统经过流场校测和标模试验验证,试验结果完全满足国军标技术指标要求;测控软件符合试验工作流程,界面友好,使用方便。该系统必将为我国国防现代化做出更大的贡献。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 选题背景及意义  10-12
    1.1.1 课题背景  10
    1.1.2 研究的意义  10-12
  1.2 国内外现状及发展趋势  12-13
  1.3 课题的来源  13-14
  1.4 改造主要内容及达到的技术指标  14-16
    1.4.1 改造主要内容  14
    1.4.2 达到的技术指标  14-16
第二章 开发风洞测控系统软件的技术基础  16-25
  2.1 虚拟仪器简介  16-20
    2.1.1 虚拟仪器  16
    2.1.2 虚拟仪器的硬件构成  16-17
    2.1.3 虚拟仪器的软件体系构成  17-18
    2.1.4 虚拟仪器的关键技术  18-19
    2.1.5 虚拟仪器的整体设计  19-20
  2.2 虚拟仪器的软件开发平台  20-25
    2.2.1 虚拟仪器的软件开发平台LabWindows/CVI  20-21
    2.2.2 LabWindows/CVI 程序的结构  21-22
    2.2.3 LabWindows/CVI 程序设计的基本概念  22-23
    2.2.4 使用LabWindows/CVI 设计虚拟仪器的步骤  23-25
第三章 系统设计总体方案  25-29
  3.1 设计思路  25-26
  3.2 被测参数  26
  3.3 被控对象  26
  3.4 系统总体结构  26-29
第四章 硬件系统的设计  29-52
  4.1 工业控制计算机  30-32
  4.2 传感器  32-36
    4.2.1 压力传感器  32-33
    4.2.2 力传感器（天平）  33
    4.2.3 旋转式光电编码器  33-34
    4.2.4 磁栅尺  34-35
    4.2.5 其他传感器  35-36
  4.3 通道数据放大器  36-37
  4.4 数采系统  37-39
    4.4.1 PXI 系统  37-39
    4.4.2 数采系统结构  39
  4.5 PSI 压力测量子系统  39-42
    4.5.1 PSI 9016 模块简介  39-40
    4.5.2 PSI 9016 模块的工作原理  40-41
    4.5.3 系统特点和构成  41-42
  4.6 阀门控制子系统  42-46
    4.6.1 总阀控制系统  42
    4.6.2 快速启动阀控制系统  42-43
    4.6.3 主阀控制系统  43-45
    4.6.4 引阀控制系统  45-46
  4.7 投放控制子系统  46-47
  4.8 模型姿态角控制子系统  47-50
    4.8.1 混合式步进电机  47-48
    4.8.2 模型上攻角控制系统  48-49
    4.8.3 模型下攻角控制系统  49-50
  4.9 安全防护子系统  50-52
    4.9.1 对快速启动阀的安全保护  50-51
    4.9.2 对风洞现场的安全监控  51-52
第五章 测控软件的设计与实现  52-65
  5.1 风洞试验流程  52-54
  5.2 数字PID 控制器  54-56
  5.3 测控软件设计  56-65
    5.3.1 试验参数设置模块  57-60
    5.3.2 采数  60-61
    5.3.3 试验准备  61-63
    5.3.4 风洞试验  63-65
第六章 系统软件调试  65-74
  6.1 测控系统调试  65-66
  6.2 流场校测和标模试验  66-74
    6.2.1 流场校测  66-70
    6.2.2 标模试验  70-74
第七章 总结与展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-78
附录A 符号和缩略词说明  78-79
附录B 亚跨声速试验程序源码  79-91

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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