一種發(fā)動機(jī)性能虛擬儀器測試系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用

　　1 引 言

　　隨著發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展，對發(fā)動機(jī)測試提出了更高的要求。發(fā)動機(jī)試驗(yàn)的自動化成為提高發(fā)動機(jī)測試效率和質(zhì)量的重要方法。虛擬儀器是用軟件將計算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)化虛擬儀器硬件結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器功能的模塊化，以達(dá)到自動測試與分析的目的。利用虛擬儀器技術(shù)用戶可以通過圖形化的編程環(huán)境和操作界面，輕松完成對待測對象的信號調(diào)理、過程控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、波形顯示、數(shù)據(jù)存儲、故障診斷以及網(wǎng)絡(luò)通信等功能，大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期；同時由于采用了標(biāo)準(zhǔn)化的虛擬儀器軟硬件，測試系統(tǒng)的兼容性和擴(kuò)展性也得到了很大程度的增強(qiáng)；除此以外，虛擬儀器技術(shù)的靈活性強(qiáng)和可重用度高，可以使用戶的測試系統(tǒng)規(guī)模最小化，且易于升級和維護(hù)，用戶甚至可以使用現(xiàn)有硬件組成另一套測試系統(tǒng)，從而減少不必要的重復(fù)投資，降低系統(tǒng)的開發(fā)成本。

　　2 系統(tǒng)組成及工作原理

　　（1）系統(tǒng)組成

　　發(fā)動機(jī)性能虛擬儀器測試系統(tǒng)主要由主控機(jī)模塊、cFP實(shí)時監(jiān)控模塊、測功機(jī)模塊以及待測發(fā)動機(jī)模塊四部分組成，如圖1所示。

圖1 發(fā)動機(jī)性能虛擬儀器測試系統(tǒng)

　　主控機(jī)模塊為一臺DELL工作站，用于提供圖形化用戶界面，完成對系統(tǒng)硬件的配置和對用戶界面和控制參數(shù)的設(shè)置，并實(shí)時更新各指標(biāo)參量對時間的波形顯示，經(jīng)過曲線擬合后得到發(fā)動機(jī)特性曲線，最后完成測試數(shù)據(jù)的記錄工作。與此同時，主控機(jī)還通過嵌入式NI PCI數(shù)據(jù)采集卡完成對非控制參量，如壓力、油耗等的測量工作。

　　cFP實(shí)時監(jiān)控模塊由兩部NI cFP分布式I/O系統(tǒng)組成，通過TCP/IP協(xié)議與主控機(jī)通信，從主控機(jī)獲得控制參數(shù)命令來控制測功機(jī)，并返回從測功機(jī)模塊采集來的數(shù)據(jù)信號，交由主控機(jī)處理。其中模塊A用于完成實(shí)時自動加載和控制指標(biāo)參量的測量，并提供過載保護(hù)、緊急停車以及非法停機(jī)后的系統(tǒng)重建等應(yīng)急措施；模塊B用于完成對待測發(fā)動機(jī)各溫度點(diǎn)的實(shí)時監(jiān)測。

　　測功機(jī)模塊被用于為待測發(fā)動機(jī)提供一定的負(fù)載，并由其內(nèi)部的傳感設(shè)備將待測發(fā)動機(jī)在該負(fù)載下的扭矩、轉(zhuǎn)速以及輸出功率等待測指標(biāo)參量轉(zhuǎn)換為 cFP實(shí)時監(jiān)控模塊A可以接受的電壓信號。