FL-1风洞的分布式集散测控系统的研究

FL-1风洞的分布式集散测控系统的研究

论文摘要

风洞,是在一个按一定要求设计的管道内,用动力装置驱动一股可控制的模拟真实大气情况的气流,以共进行各种气动实验用的设备。它是空气动力学的主要实验设备之一。风洞由风洞洞体,测控系统组成。风洞洞体主要由下列各部分组成:启动闸门、调压闸门、增量引射器、回流段、前室、喷管、实验段、可调节的超音速扩散段、吸入引射器、亚音速扩散段和排气消音塔等。启动闸门、调压闸门、引射器、扩散段的控制及实验数据的采集组成了风洞的测控系统。 气流的控制及实验数据的采集是风洞实验最重要的环节。测控系统性能的优劣直接影响风洞实验的实验效率和实验数据的准确性。 本文主要论述了FL-1风洞控制系统的结构,组成及流场调节子系统和数据采集子系统的设计原理,控制方式,采用的技术和主要功能。 本系统对原FL-1风洞测控系统进行了全面的技术改造,使用TCP/IP协议,通过交换机组成星型结构局域网,把各子系统连接起来,形成一个完整的风洞计算机一体化的分布式集散测控系统(DCS)。FL-1风洞测控系统主要由中心控制系统、迎角控制子系统、流场调节子系统、数据采集子系统等系统组成。采用线性离散控制技术,由位置环、压力环、速度环、电流环多闭环构成线性离散压力调节系统。采用HP公司生产的一套ⅤⅪ总线测试系统与计算机组成测试平台形成数据采集系统。实现了风洞实验的自动化,大大地提高了风洞流场的品质。快速准确地获取飞行器的气动试验数据,缩短风洞实验的时间,减少能耗,提高效率,在全国同类型风洞中具有了较强的竞争能力。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 FL-1风洞测控系统现状
  • 1.1.1 流场调节子系统现状
  • 1.1.2 数据采集系统现状
  • 1.1.3 其它设备现状
  • 1.2 FL-1风洞控制系统技术改造的思路及方案
  • 1.3 主要技术指标
  • 第2章 流场调节子系统
  • 2.1 流场调节系统基本原理
  • 2.1.1 线性离散控制理论及智能控制原理
  • 2.1.2 M数调节原理
  • 2.1.3 总压控制原理
  • 2.2 系统调试与动态线性校正
  • 2.2.1 速度环校正与调试
  • 2.2.2 外闭环调试与校正
  • 2.2.3 系统非线性校正
  • 2.3 软件编写
  • 2.3.1 硬件环境
  • 2.3.2 编制该软件采用的几个方法
  • 2.3.3 软件结构
  • 2.3.4 系统软件流程图
  • 2.3.5 模块中几个主要子程序的功能
  • 2.4 系统调试结果
  • 第3章 风洞其它设备控制
  • 3.1 迎角控制
  • 3.2 扩散段控制
  • 3.3 引射器控制
  • 第4章 数据采集子系统
  • 4.1 数据采集子系统硬件结构
  • 4.1.1 VXI设备
  • 4.1.2 硬件环境
  • 4.1.3 硬件结构
  • 4.2 软件环境
  • 4.2.1 总体思想
  • 4.2.2 通过Winsock控件进行网络编程和数据传输
  • 4.2.3 系统间网络通讯协议及约定
  • 4.3 前端计算机系统软件结构
  • 4.3.1 前端计算机人机界面
  • 4.4 后端计算机控制软件
  • 4.4.1 数据图形显示
  • 4.4.2 后端计算机人机界面
  • 第5章 中心控制系统
  • 5.1 系统间网络通讯协议约定及通讯约定
  • 5.1.1 中心控制系统与流场调节子系统
  • 5.1.2 中心控制系统与迎角控制子系统
  • 5.1.3 中心控制系统与数据采集子系统
  • 5.1.4 PLC子系统寄存器使用分配
  • 5.1.5 PLC控件
  • 5.1.6 Disp控件
  • 5.2 中心测控系统流程
  • 第6章 结论
  • 攻读学位期间公开发表的论文
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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