一、系統(tǒng)概述:
隨著工業(yè)計算機科技快速發(fā)展,研祥工控產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于軍工、雷達、車載、電子信息干擾、電子對抗、工業(yè)現(xiàn)場、機載(航空)、艦載(航海)等領(lǐng)域中,此次主要舉例研祥工控在飛機防冰系統(tǒng)飛行試驗測試系統(tǒng)中的應(yīng)用。
該飛機試驗測試參數(shù)繁多,狀態(tài)復(fù)雜,變化快,測試精度高,而且測試系統(tǒng)性能要求很高。比較傳統(tǒng)的航空測試方法是先采用磁帶記錄機將需要測試的參數(shù)按一定的格式和次序以磁跡的形式記錄下來,然后等飛行結(jié)束后,根據(jù)磁帶上的磁跡與預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)對應(yīng)關(guān)系,參數(shù)進行物理還原,數(shù)據(jù)處理及分析。這種方法有以下幾個缺點:
1、據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理徹底脫離,在測試過程中無法診斷測試結(jié)果是否合理,測試過程不直觀,難以確定測試系統(tǒng)是否正常;
2、在測試參數(shù)復(fù)雜多樣的情況下在后期數(shù)據(jù)處理時參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系復(fù)雜;
3、由于不能實時監(jiān)測參數(shù)的物理值,難以判斷測試系統(tǒng)工作的正確性,故不能有效利用飛行時間,增加試飛成本,設(shè)備成本昂貴,性能價格比低。
二、系統(tǒng)的工作原理及硬件結(jié)構(gòu)組成
系統(tǒng)采用研祥工控產(chǎn)品IPC-810工控整機,多功能采集卡ISA-HG16AD,信號調(diào)整端子板PCLD-789D,顯示器PDS-1501組成的處理系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示:
采集部分選用研祥工控ISA-HG16AD多功能數(shù)據(jù)采集控制卡,該卡有16路單端/8路差分A/D輸入通道,12位100KHz采樣速率,同時板上還具有2路雙緩沖模擬量輸出通道和16路數(shù)字量輸入/輸出等功能。
在該試驗中,傳感器的信號很小,而且信號的大小量程差別較大,那么選擇合適的前端信號調(diào)理板為數(shù)據(jù)采集板提供滿足量程及精度要求的輸入信號也變得非常重要。在系統(tǒng)中,我們選用了4塊研祥工控ISA-HG16AD多功能數(shù)據(jù)采集卡配合4塊PCLD-789D信號調(diào)整端子板作為ISA-HG16AD的前端信號調(diào)理端子板,對各種傳感器的信號進行調(diào)理。該板具有16路差動輸入通道;通道增益從1到1000可設(shè)定。
此次飛行測試中,需要測試的參數(shù)共為42個,其中,溫度參數(shù)18個,測試要求每秒鐘1次,測量精度±1攝氏度;壓力參數(shù)14個,測試要求每秒4次,測量精度±5%;電流、電壓參數(shù)各1個,測量精度±1%,四個流量參數(shù)可轉(zhuǎn)化成4個壓力和4個壓差參數(shù),同時要求每個測量周期不少于5分鐘。
試驗狀態(tài)復(fù)雜,整個系統(tǒng)試驗要求在飛機地面滑行和空中飛行兩種狀態(tài)下進行。在地面滑行時,飛行發(fā)動機工作狀態(tài)有單發(fā)和雙發(fā)空中慢車、巡航以及爬升等狀態(tài),而且還要完成180度急轉(zhuǎn)彎。在空中飛行試驗中,分正常飛行和極限飛行兩種狀態(tài),在正常飛行時,以300Km/h的速度分別在2Km,4Km,6Km高度巡航飛行,檢查并考核防冰系統(tǒng)的功能以及對飛機仰角姿態(tài)的影響,以上的測試環(huán)境給測試系統(tǒng)提出了嚴格的抗震動、抗加速度、抗超重、失重以及具備高速運動時能可靠運行的要求。
飛行防冰系統(tǒng)的各個分系統(tǒng)本身并不是連續(xù)工作的,而是按照一定的周期循環(huán)工作的,周期最長的為三分鐘,最短的僅為一分鐘,這就要求參數(shù)的測量值的連續(xù)有效的,測試數(shù)據(jù)本身不能出現(xiàn)斷續(xù)或丟失現(xiàn)象。
三、系統(tǒng)評價
整套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)時間短,投資少,見效快,開發(fā)方便,按時完成防冰系統(tǒng)飛行試驗的全部數(shù)據(jù)采集和處理工作;同時該系統(tǒng)功能完善,性能穩(wěn)定,可靠性高,適用性好也得到了認可和好評,取得了很好的時間效益和社會效益。
整套測試系統(tǒng)在機上的裝備,并沒有經(jīng)過特殊的加工處理,體現(xiàn)研祥工控產(chǎn)品的抗沖擊、抗震動能力,同時在機上運行過程中也沒發(fā)現(xiàn)采集系統(tǒng)對飛機或飛機對采集系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的干擾,充分顯示了研祥產(chǎn)品優(yōu)良的EMC和EMI性能。