基于LabVIEW的旋翼试验数据采集及处理系统

论文摘要

本课题是在中国直升机设计研究所的旋翼试验台上完成的,旋翼试验台是直升机旋翼研制的重要试验研究和验证专用设备。在台上进行的无地效状态下悬停飞行状态和小周期变距操纵状态的各种旋翼性能试验、旋转动特性试验、减振技术试验、流场试验、噪声试验等统称为旋翼试验。旋翼试验在直升机旋翼的研制过程中起着重要作用,为旋翼系统的研制提供了重要的设计、研究、验证手段,可以缩短型号研制周期,降低技术风险和减少研制成本。本文以旋翼试验数据采集与处理技术作为研究背景,开展了以下工作:对传统旋翼试验数据采集与处理系统进行了分析,并按照现代测试系统的要求,结合先进的网络技术、数据库技术及虚拟仪器技术,设计了一种新型的旋翼试验数据采集与处理系统。克服了原有数据采集与处理系统不能远程网络监控、通用性和可移植性差以及数据处理功能少等缺点。本系统包括三大模块:数据采集模块、数据处理模块及数据传输模块。数据采集模块主要通过控制PCI多功能采集卡对旋翼试验台上产生的信号进行实时采样,并通过计算机显示波形、保存数据、同时监控数据变化。当数据超出设定的门限值时,提供声光报警。数据处理模块实现了丰富的数据处理功能,既能在数据采集的同时进行数据分析处理,又能在试验后对保存为文件形式的数据进行后续分析处理。该模块实现的主要功能有:数据回放、数字滤波、时域分析、频域分析、直方图分析、自相关分析等。还可以根据工作需要将分析后的数据进行报表打印或者存储到数据库,方便以后查询检索。数据传输模块利用虚拟仪器所具有的强大网络通信功能实现了数据的动态传输,通过网络实时获取数据并控制数据采集,从而实现系统的远程监控。为了验证本系统的实际可行性,在旋翼试验台上进行了旋翼天平6力素分量测量试验。应用本系统采集旋翼天平上各力传感器数据并进行分析处理,计算得出旋翼天平拉力大小。试验表明本系统工作性能稳定,人机界面友好,测量精度高,为旋翼所产生的载荷提供了准确、有效的测量方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪言
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 旋翼试验数据采集与处理技术发展现状
• 1.3 LabVIEW在国内外发展现状
• 1.4 本文的主要研究工作
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 系统硬件的构建
• 2.2 系统软件设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 数据采集模块的设计
• 3.1 数据采集结构及原理
• 3.2 数据采集模块的实现
• 3.2.1 程序流程图
• 3.2.2 数据的采集与显示
• 3.2.3 数据保存
• 3.2.4 监视报警
• 3.3 本章小结
• 第四章 数据处理模块的设计
• 4.1 在线处理
• 4.1.1 动态载入技术
• 4.1.2 队列（Queue）技术
• 4.2 离线处理
• 4.3 数据处理模块的实现
• 4.3.1 数据回放
• 4.3.2 数字滤波
• 4.3.3 时域分析
• 4.3.4 频域分析
• 4.3.5 直方图分析
• 4.3.6 自相关分析
• 4.3.7 报表打印
• 4.3.8 数据库管理
• 4.4 本章小结
• 第五章 数据传输模块的设计
• 5.1 数据传输实现的常用方法
• 5.2 利用 Datasocket 技术实现数据传输
• 5.2.1 Datasocket 的组成结构
• 5.2.2 Datasocket 的工作原理
• 5.2.3 Datasocket 数据传输的实现
• 5.3 本章小结
• 第六章 系统的试验及结果分析
• 6.1 旋翼天平的结构及原理
• 6.2 旋翼天平标定的步骤
• 6.2.1 标定前的准备
• 6.2.2 标定载荷的计算
• 6.2.3 各分量主系数及各分量对其他分量一次干扰系数的计算
• 6.2.4 旋翼天平工作工式的计算
• 6.2.5 旋翼天平误差分析
• 6.3 旋翼天平实测数据处理及结果分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢