產(chǎn)品/系統(tǒng)概述
航天沖壓發(fā)動機測控系統(tǒng)是對航天沖壓發(fā)動機供油系統(tǒng)而設(shè)計的測控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用高性能PXI硬件平臺及信號調(diào)理設(shè)備。系統(tǒng)對壓力、轉(zhuǎn)速、流量等傳感器信號進行采集，并通過422進行儀器數(shù)據(jù)的讀取與控制，其中測控系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)將參與PID控制，其中測試與控制系統(tǒng)分為上下位機兩部分。下位機是實時系統(tǒng)，使用LabVIEW中內(nèi)嵌的分析和控制函數(shù)進行反饋系統(tǒng)控制，實現(xiàn)的算法能直觀的對應(yīng)于系統(tǒng)示意圖，嚴格保證控制精度以及控制時間。應(yīng)用程序執(zhí)行效率高，可以對相關(guān)參數(shù)進行自定義配置。
產(chǎn)品/系統(tǒng)功能航天沖壓發(fā)動機系統(tǒng)分為上下位機兩部分，采集壓力、轉(zhuǎn)速、流量等傳感器信號，并使用422進行某些數(shù)據(jù)的讀取與控制，其中測控系統(tǒng)采集到的某些數(shù)據(jù)將參與PID控制。
功能列表類別 |
主要功能 |
描述 |
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系統(tǒng)功能 |
數(shù)據(jù)采集記錄及控制功能 |
上位機完成對采集器的配置并向?qū)崟r采集控制器發(fā)送運行指令后，實時采集控制器便可獨立的長時間不間斷的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)高可靠性的數(shù)據(jù)采集記錄以及控制。 |
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測試檢測及控制功能 |
下位機由PXI以及SCXI構(gòu)成。下位機主要負責信號的調(diào)理，以及數(shù)據(jù)采集和存儲，并且通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的傳輸。下位機可分為控制和采集兩部分。下位機采集控制系統(tǒng)包括一個高實時性和可靠性實時操作系統(tǒng)的控制器，以及若干特定模塊。上下位機通過網(wǎng)絡(luò)進行通信。 |
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軟件功能 |
PID控制功能 |
通過使用LabVIEW中內(nèi)嵌的控制仿真函數(shù)庫，可進行高精度快速的PID控制。 |
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界面顯示 |
實時顯示測試監(jiān)控對象的一些物理參數(shù)：電壓、電流、轉(zhuǎn)速、流量。 |
性能詳解
整個測控系統(tǒng)，除了測試監(jiān)控對象的一些物理參數(shù)，例如：電壓、電流、轉(zhuǎn)速、流量外，還實現(xiàn)了對被測對象的控制。通過使用LabVIEW中內(nèi)嵌的控制仿真函數(shù)庫，可進行高精度快速的PID控制。且從測試到控制整個過程無縫結(jié)合，提高了系統(tǒng)的可靠性。下位機系統(tǒng)中的PXI控制器是業(yè)界第一款面向高性能3U PXI系統(tǒng)的四核控制器，在這種性能優(yōu)越的控制器中，配備Real Time嵌入式系統(tǒng)，保證高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)采集任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行，時間精確性和穩(wěn)定性高，保證數(shù)據(jù)采集長時間穩(wěn)定運行。
使用RT操作系統(tǒng)，保證了PID控制時間。相對于Windows操作系統(tǒng)而言，RT操作系統(tǒng)將PID控制頻率提高了上千倍。在Window系統(tǒng)下，PID控制頻率理論值僅10~100Hz。而在RT操作系統(tǒng)下，PID控制頻率所能達到的控制頻率將如下表所示，該控制頻率根據(jù)PID循環(huán)個數(shù)決定。
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Number of PID Loops |
(PID Control Toolset 6)Rate in Hz |
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1 |
40000 |
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2 |
27000 |
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4 |
18000 |
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8 |
10000 |
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16 |
5000 |
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32 |
2400 |
應(yīng)用領(lǐng)域
燃油供給系統(tǒng)是發(fā)動機較易發(fā)生故障的系統(tǒng)之一，其技術(shù)好壞直接影響發(fā)動機的動力性和工作穩(wěn)定性。在不同的工況下，要求發(fā)動機供油系統(tǒng)供油量也迅速隨之變化，且在工況不變時，供油量需保持恒定。航天沖壓發(fā)動機測控系統(tǒng)主要根據(jù)采集到的壓力、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)實現(xiàn)對供油量的閉環(huán)控制。
