航空发动机台架试车CAT系统研发

论文摘要

随着航空发动机性能不断提高,发动机台架试车中需获取的参数越来越多,对测试的精度和测试的速度要求也越来越高,传统的手工记录试车数据的方法已不能满足现代航空发动机生产实验要求。应用计算机辅助测试技术和虚拟仪器开展航空发动机台架试车研究具有重要的理论意义和实用价值。本文首先从发动机主要技术参数和试车系统人机工程学的角度对系统进行了需求分析,并根据需求分析完成了测试系统的总体规划。根据总体系统设计要求,在充分分析了发动机起动的四种工作状态的基础上,构建了以PLC为核心的起动控制硬件平台,并开发了相应的起动控制软件。在完成传感器、信号调理设备和数据采集设备选型的基础上,设计了发动机试车信号采集通道与通道信号调理方案。采用PXI总线和LabWindows/CVI完成了航空发动机试车数据采集系统的开发,并运用系统工程理论,建立了相关的数据库概念模型、逻辑模型和物理模型,完成了发动机试车工程数据库设计。为了提高测试系统的抗干扰能力,本文根据数据采集过程中干扰源的种类,在分析了干扰信号进入数据采集系统的方式的基础上,采用的信号抗干扰技术有效的抑制了发动机试车现场各种噪声信号。本文设计开发的测试系统已应用于中航二集团第×××厂××发动机的试车工作,其功能和技术性能满足了实际应用需求,并取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 测试技术的发展过程
• 1.2 计算机辅助测试
• 1.2.1 CAT 技术与理论概述
• 1.2.2 CAT 测试技术和设备发展现状与趋势
• 1.3 航空发动机试验和测试技术的发展现状与趋势
• 1.3.1 发展现状与趋势
• 1.3.2 新发动机研制试验中应用的先进测试技术
• 1.3.3 数据采集处理与控制系统数字化、综合化、标准化
• 1.3.4 关键技术
• 1.4 本课题的研究意义和目标
• 1.4.1 研究的意义
• 1.4.2 研究目标
• 1.5 本文的主要研究内容及安排
• 1.6 本章小结
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 需求分析
• 2.1.1 功能需求
• 2.1.2 发动机主要的技术参数
• 2.1.3 用户需求
• 2.2 系统总体设计
• 2.2.1 起动控制系统
• 2.2.2 发动机试车数据采集系统
• 2.3 本章小结
• 第三章 发动机试车起动电气系统设计
• 3.1 发动机起动
• 3.1.1 热起动
• 3.1.2 冷起动、清洗和油封
• 3.2 硬件设计
• 3.2.1 硬件选择
• 3.2.2 PLC 配置
• 3.2.3 停车设置
• 3.3 软件设计
• 3.3.1 配置I/O 点
• 3.3.2 PLC 编程
• 3.4 本章小结
• 第四章 CAT 数据采集系统设计
• 4.1 硬件设计
• 4.1.1 传感器选择
• 4.1.2 信号调理设备选择
• 4.1.3 数据采集设备
• 4.1.4 硬件系统结构
• 4.2 软件设计
• 4.2.1 用户管理
• 4.2.2 系统设置
• 4.2.3 实验管理
• 4.2.4 事后管理
• 4.3 本章小结
• 第五章 试车数据库设计
• 5.1 需求分析
• 5.1.1 航空发动机CAT 系统数据库需求分析
• 5.1.2 数据字典
• 5.2 概念结构设计
• 5.2.1 概念结构的设计方法和步骤
• 5.2.2 设计局部E-R 模式
• 5.2.3 设计全局E-R 模式
• 5.3 数据库逻辑设计
• 5.3.1 关系模型
• 5.3.2 E-R 图转换成关系模式集
• 5.3.3 本例关系模式
• 5.4 本章小结
• 第六章 信号采集抗干扰技术
• 6.1 干扰的来源和种类
• 6.1.1 电磁干扰
• 6.1.2 热干扰
• 6.1.3 光干扰
• 6.1.4 温度干扰
• 6.2 干扰的方式
• 6.2.1 干扰与有用信号的耦合方式
• 6.2.2 干扰进入测量电路的方式
• 6.3 硬件抗干扰技术
• 6.3.1 供电系统
• 6.3.2 模拟信号输入通道
• 6.3.3 传输线的使用
• 6.3.4 接地问题
• 6.4 软件抗干扰技术
• 6.4.1 发动机试车信号特征
• 6.4.2 数字滤波方法
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 进一步展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的主要研究成果