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基于PXI总线的H风洞数据采集和处理信息系统设计与实现

作　者: 黄昊宇
导　师: 杨波；凌忠伟
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 高超声速风洞数据采集和处理软件设计
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 31次
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内容摘要

数据采集与处理作为H高超声速风洞气动力试验的关键环节之一,直接影响到后期数据分析的效率和武器选型和正确性。近年来,随着高H超声速风洞对数据采集和处理的精准度和快捷性的要求提高,原来的常规测力采集程序与数据处理程序存在多方面瓶颈,如通用性不足、非模块化设计、维护不便、人机界面简陋、功能单一等问题,它已不能完全满足日益复杂的型号试验数据采集和处理需求。针对此情况,本人进行了基于PXI总线的风洞数据采集和处理软件课题项目研究,新设计和开发了两套软件系统,并在软件结构、复用性、可维护性等方面进行了优化。本文结合风洞数据采集和处理信息系统在国内外发展的概况,从需求分析、系统分析、系统设计、系统实施四个方面介绍本系统的设计和实现过程;其次,本文还简单介绍了开发本系统所运用的工具PXI总线数据采集硬件平台、C++ Builder 6.0及NI DAQmx8.6.1的扩展应用;最后,本文对该系统的开发设计进行了归纳总结。新的H高超声速风洞数据采集和处理信息系统通过解决软件参数表设计、电子天平文件设计、人机界面设计、功能模块设计、数据结构和类设计等五个方面的关键技术问题,使该系统具备了天平证书录入,试验参数设置,试验数据采集、数据显示、数据读入、角度计算、载荷计算、多轴系下气动系数计算、数据存储、批量数据处理等程序功能。该信息系统通过软硬件系统联调、静态测试、风洞试验动态测试等一系列测试过程。测试和试验结果都表明该信息系统操作方便,复用性强,运行稳定可靠,数据重复精度高,符合国军标精度要求。本系统的成功开发,将给高超声速风洞测量岗位人员带来更加轻松、安全、高效的操作体验,同时也为信息系统日后维护和持续标准化改进奠定了基础。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 课题研究的背景及意义  9-11
  1.2 风洞数据采集和处理系统国内外现状  11-13
  1.3 课题研究的主要目标和内容  13-15
    1.3.1 课题研究目标  13-14
    1.3.2 课题研究主要内容  14-15
  1.4 本文的结构  15-17
第二章 H 风洞数据采集和处理信息系统的技术基础  17-27
  2.1 面向对象的系统分析与设计  17-19
    2.1.1 传统开发方法的缺点  17
    2.1.2 面向对象的基本概念  17-18
    2.1.3 面向对象分析方法  18
    2.1.4 面向对象设计方法  18-19
  2.2 UML 建模技术  19-21
  2.3 编程语言和平台介绍  21-22
    2.3.1 C++语言简介  21
    2.3.2 C++BUILDER 6.0 编程平台简介  21-22
    2.3.3 C++BUILDER 6.0 第三方组件介绍  22
  2.4 NI PXI 总线数据采集系统  22-23
  2.5 NI-DAQMX 扩展应用  23-24
  2.6 风洞试验数据采集和处理软硬件系统要求概述  24-27
第三章 H 风洞数据采集和处理信息系统的分析  27-40
  3.1 本风洞数据采集和处理软硬件系统现状分析  27-31
  3.2 系统可行性分析  31-32
    3.2.1 经济可行性  31
    3.2.2 技术可行性  31-32
  3.3 系统需求分析  32-34
    3.3.1 需求概述  32
    3.3.2 系统的功能性需求  32-33
    3.3.3 系统的非功能性需求  33-34
  3.4 系统功能和流程分析  34-38
    3.4.1 系统功能划分  34
    3.4.2 系统工作流程分析  34-35
    3.4.3 程序流程分析  35-36
    3.4.4 系统业务流程分析  36-38
  3.5 系统用例分析  38-40
    3.5.1 测量岗位人员用例  38-39
    3.5.3 非岗位用户用例  39-40
第四章 H 风洞数据采集和处理信息系统的设计  40-54
  4.1 系统的总体设计思路  40
  4.2 系统研究平台选择  40-41
  4.3 系统的详细设计  41-54
    4.3.1 技术路线  41
    4.3.2 硬件平台设计  41-44
    4.3.3 系统的数据流图  44
    4.3.4 试验输入参数表和程序数据结构的设计  44-47
    4.3.5 系统类的设计  47-49
    4.3.6 数据处理算法设计  49-51
    4.3.7 系统输出格式设计  51-52
    4.3.8 人机交互界面的设计  52-54
第五章 H 风洞数据采集和处理信息系统的实现  54-77
  5.1 系统的总体实现思路  54
  5.2 软件运行软硬件平台的实现  54-57
    5.2.1 硬件平台的实现  54-55
    5.2.2 软件开发平台配置与实现  55-57
  5.3 数据采集软件的实现  57-64
    5.3.1 天平公式导入模块  61-62
    5.3.2 试验参数设置模块  62
    5.3.3 数据采集模块  62-64
  5.4 数据处理软件的实现  64-73
    5.4.1 程序结构优化  64-66
    5.4.2 计算结果扩充  66
    5.4.3 数据修正和控制功能  66-69
    5.4.4 批量修改和处理数据功能  69-71
    5.4.5 输出格式选择和控制功能  71-73
  5.5 软件抗干扰的实现  73
  5.6 系统测试  73-77
第六章结论与展望  77-79
  6.1 信息系统应用情况及结论  77-78
  6.2 下一步研究方向  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-82
攻硕期间取得的研究成果  82-83

基于PXI总线的H风洞数据采集和处理信息系统设计与实现

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