基于直升机脉动式生产的航电智能化测试技术研究
这是一篇关于自动测试系统,PXI测控系统,脉动式生产线,柔性测试,LabVIEW的论文, 主要内容为随着现代直升机航电系统日益复杂,在直升机总装过程中,传统的人工、半人工的测试方式难以满足现在直升机高效、高质量的生产需求,亟需新型、高效的测试系统。以往测试设备单独、零散的测试方式,专用化程度高,难以与生产节拍相融合,自动测试系统已成为直升机航电系统总装测试的中不可缺少的重要手段。本课题基于某型直升机脉动式总装生产线对航电系统测试的实际需求,研制开发一套具有柔性测试特性的直升机总装航电智能测试系统。本文首先对自动测试系统和脉动式总装生产的现状在航空制造业上的应用情况进行了讨论,然后根据直升机航电系统测试需求和生产站位布局进行了深入的分析研究,提出了总装航电智能测试系统的总体方案,并对测试系统的硬件组成与软件开发环境进行设计要求分析。其次,本文对总装航电智能测试系统进行了详细的硬件设计,依据预+4站位的总装规划,设计了电缆自动测试设备、交流电源拖动台、站位试验台、无线电综合测试台和服务器星型拓扑网络架构。以PXI测控系统为核心建立站位柔性测试环境,自主配置硬件资源板卡,研制测量与仿真的全系列信号适配模块,具有良好的通用性。本系统软件基于LabVIEW软件开发环境编制了任务驱动测控软件,包括自动测试流程软件、试验数据管理系统软件,分别实现测试流程自动化、测试数据有效管理和利用、辅助定位测试故障功能,并对软件架构设计、操作界面设计以及其他设备程控软件设计进行了详细介绍。最后,本文介绍了总装航电智能测试系统的内部软硬件的调试、直升机联试试验验证,并针对试验过程遇到的问题进行了梳理和优化更改。
综合录井模拟仿真与应用系统的设计与开发
这是一篇关于综合录井,模拟仿真,数据采集,LabVIEW的论文, 主要内容为随着石油工业技术的不断发展,对石油工业各行各业的技术要求不断提高,综合录井作为石油天然气勘探的必要手段和钻井工程的决策支持系统,在油气勘探、开发中起着重要的作用。录井软件系统是综合录井仪的重要组成部分,它是数据处理的核心。近几年来,随着计算机软硬件技术的发展,已使录井软件系统向系统化、平台化、网络化方向发展,资源共享率更高,具有多元化、多任务的处理功能。但是目前,国内外还没有能够同时满足现场实际应用和仿真培训的综合录井软件。 针对这一问题,本文设计开发了一套综合录井模拟仿真与应用系统。本文首先通过对综合录井软件国内外发展现状和综合录井系统的软硬件组成特点的分析,提出了综合录井模拟仿真与应用系统的总体方案设计。然后从三个方面对该系统进行研究分析：①系统的物理架构、运行架构、逻辑架构、数据架构和数据库设计分析。②数据采集卡的选型以及数据采集软件设计。③系统软件的模块功能划分、设计流程分析以及脱机培训的实现。通过对以上三个方面的研究,本文取得了以下三个方面的成果： (1)提出了系统的整体方案设计,并完成了系统的物理架构、运行架构、逻辑架构、数据架构和数据库的设计。 (2)通过对数据采集卡的优选,设计了一套基于RS-485总线传输的数据采集系统,用于仿真综合录井现场真实数据采集过程,实现带硬件系统的综合录井教学培训；通过设置虚拟仿真数据来实现无硬件系统的综合录井教学培训。通过对套接字理论的学习,设计了一套基于Winsock实现的适用于录井现场的数据采集软件。 (3)运用LabVIEW、SQL Server-2000数据库等多个开发工具,设计和开发了一套基于计算机的模拟仿真软件,该软件采用模块化设计,具备数据采集、数据处理、数据存储、数据输出以及脱机培训等功能。 本论文设计开发的综合录井模拟仿真与应用系统,不仅能满足录井现场的实际应用需求而且能满足综合录井教学培训的需求,既有理论研究的价值,也有着广泛的应用基础和巨大的市场潜力。
低压舱迅速减压和物理参数系统研究
这是一篇关于低压舱,迅速减压,CFD,流体激振,LabVIEW,自动控制的论文, 主要内容为低压舱迅速减压过程会出现流体激振现象,流体激振是所有与流体相关的工程涉及安全性的重大问题,主要在流体机械上得以体现,流体激振问题的研究,对确保与流体相关的工程机械机组能安全运行具有重要意义。针对迅速减压过程进行了CFD模拟仿真,仿真结果可以对低压舱的舱容喉道直径、长度尺寸及试验方案的确定有关键指导意义,合理的喉道设计和试验方案能有效降低由振荡流场对舱体内壁做功引发的共振力,从而减少流体激振对舱体的损害。物理参数测试系统是迅速减压试验系统中的重要组成部分,能够实现舱内压力、流量等参数的实时监测和数据保存,能够实现具体工艺的一般检测和模拟高空爆破检测两种试验的数据运算,以在试验时可以根据该系统来客观的分析及鉴定装备的技术性能。针对迅速减压和物理参数系统研究,具体内容如下:(1)基于FLUENT的迅速减压过程有限元模拟仿真。通过设置不同的压力初始条件和喉道管径的大小,得到了减压过程中减压舱和喉道内压力与速度的变化曲线及平衡压力、速度分布云图。仿真结果得到精度较高的迅速减压时间和不同程度流体激振现象,其结果指导了低压舱合理的试验方式和喉道管路设计,减少了流体激振对舱体的损害;设计了正交实验表,完成了低压舱迅速减压实验,对比了有限元仿真模拟和迅速减压实验结果,验证了迅速减压时间的精确性和试验过程中存在的压力振荡现象,为防止低压舱共振引起工程事故建立了安全性和可靠性。(2)基于振荡流体力学的迅速减压数学模型。概述了振动的物体在振荡流场中出现流体激振现象的根本原因,以管内微小来流、喉道管径为变截面管道为主要条件,根据振荡流体力学原理建立了迅速减压过程中稳定流场和振荡流场的速度、压力分布方程式。利用参数多项式方法求解了流场内的速度分布和压力分布,数值模拟和迅速减压试验结果表明迅速减压过程会出现流体激振现象。(3)基于LabVIEW的物理参数测试系统开发。后面板采用处理数据的生产者与消费者框架模式,完成了用户界面的设计。主要功能包括实时监测舱内高度、流量数据,物理参数统计量计算,数据存储和数据回放等;进行了高空加压实验,实验结果验证了物理参数系统的稳定性和精确性。(4)基于西门子S7-1500 PLC的迅速减压自动控制系统开发。上位机软件采用LabVIEW,后面板设计采用响应事件的生产者与消费者框架模式,完成了低压舱迅速减压自动控制系统的设计开发。主要功能包括自动加压、试验爆破及数据记录生成和数据存储、回放等。
毛边锯材智能锯切装备研发
这是一篇关于毛边锯材,机器视觉,LabVIEW,智能锯切的论文, 主要内容为本文结合校企合作项目“圆木自动化加工分拣码垛一体化成套装备研制”,针对国内毛边锯材基本依靠半自动加工和人工检测的现状,在国内外相关木工装备研究成果基础上,结合毛边锯材检测及其锯切要求,以材积利用率和经济效益最大化为导向,运用机器视觉检测技术、虚拟仪器技术和机电一体化技术,设计了一套毛边锯材智能锯切装备,旨在将毛边锯材智能化加工为面向拼接的锯材原料,解决传统目测法加工毛边锯材,劳动强度大、出材率低、效率低等不足。通过系列试验,验证了该套毛边锯材智能锯切设备作业可行性和高效性。机械结构方面,针对毛边锯材上料、锯切和分拣加工流程,以550-25-3D型机械式毛边锯材清边机为设计基础,采用模块化设计理念,分别设计了毛边锯材位姿调整装置,以实现毛边锯材在智能锯切时保持良好的位姿状态。设计了相邻圆锯片间距自主可调的动态木工多片锯,以达到对一定宽度规格范围内的毛边锯材进行智能化锯切加工。设计了移动式分拣装置对锯切后期产生的毛边木条和平行整边锯材进行有效分拣。并使用CREO软件对装备关键结构参数化建模。视觉检测系统方面,应用LabVIEW软件和VDM视觉开发平台建立机器视觉检测系统,对毛边锯材图像依次进行图像预处理、毛边直线边缘检测、边缘交点检测以及有效锯材范围等运算,进而实现毛边锯材尺寸规格、位姿状态和毛边形态的非接触式多目标实时检测。控制系统方面,设计了一套“PC机+PLC+驱动器”上下位机框架结构的控制系统,通过图形化软件系统开发,将机器视觉和设备运行控制统一结合在LabVIEW软件平台之下,运用虚拟仪器和人机交互界面,实现毛边锯材加工过程的实时监控、显示、检测、警示等控制以及人机交互。通过LabVIEW-PLC联动控制,在锯材位姿调整结构上将毛边锯材位姿调整为目标锯切位姿,然后相邻圆锯片间距自主可调的动态木工多片锯进行毛边锯材智能锯切,最后对毛边木条和平行整边锯材有效分拣。该控制系统可根据用户需求通过预先设置实现不同种类、规格毛边锯材的智能化加工。试验分析方面,从机械结构、毛边检测以及控制系统3个方面进行试验分析。通过CREO三维模型运动仿真确认各机构运动过程不存在干涉现象。通过自主设计的机器视觉检测试验平台对视觉检测和控制系统关键技术进行验证,试验平台对毛边锯材图像处理效果良好,在有效锯材宽度测量时与人工用游标卡尺三次测量对比绝对误差不超2mm。试验过程人机交互界面上图像处理过程、控制系统各执行状态显示正常,界面操作便捷流畅,上下位机Profibus总线通讯良好,系统能有效执行预设指令。装备理论最大生产效率12块/min,较机械式清边机现场加工效率6.2块/min有明显提升。
基于LabVIEW的驻波腔数据采集及控制分析系统
这是一篇关于驻波腔,虚拟实验仪器,LabVIEW,数据采集,控制测量的论文, 主要内容为近年来,光学谐振腔已经成为现代光学特别是激光光学、量子光学等领域研究中不可或缺的实验装置之一。因此,掌握谐振腔的工作原理及腔调节技术尤为重要。然而随着科学技术的发展,为了提高仪器的精密度和精确度,许多涉及谐振腔的仪器已发展成为封闭式、集成式,使现在的研究生很难有机会亲自接触调试谐振腔,无法深刻掌握其工作原理,同时大多数具有物理光电专业的高等院校也缺乏有关谐振腔调节的相关实验教学。因此,设计开发一套使用简单方便的驻波腔实验系统具有重要的科研和实际应用价值。随着社会数字化和智能化的迅猛发展,虚拟仪器与测量控制相结合已经成为实验教学和科研需求中的一个重要趋势。基于此,本文研究将虚拟仪器技术应用于驻波腔实验系统的控制和测量。本文基于虚拟仪器Lab VIEW软件平台,结合硬件USB-6216数据采集卡及带有USB数据传输的CCD等硬件,设计了一套腔长可调的驻波腔数据采集与控制分析系统,研究内容主要分为以下四部分:第一部分:对光学谐振腔、虚拟仪器辅助实验测量的研究背景、国内外有关方面的发展状况、课题的现实意义进行了简单的介绍。第二部分:搭建了腔长可调的驻波腔实验装置。阐述了 F-P腔干涉理论和反映单纵模共振特性的三个实验参量,解释了驻波腔的腰斑模式匹配方法。在此基础上,设计了实验装置的整体布局,详细叙述了调节驻波腔单模运转的操作步骤。第三部分:开发一套基于Lab VIEW的虚拟仪器系统。阐述了各物理仪器的工作原理和数据采集的关键技术,并提出系统的整体设计方案,给出了数据采集、数据存储回放、参数测量、波形相加/减、频谱分析、数字滤波、光束质量分析等功能模块的详细设计过程,并展示设计程序框图。第四部分:通过使用真实仪器设备和虚拟仪器系统测量做出对比,选择虚拟仪器系统对驻波腔单模运转的透射谱、反射谱和光斑模式进行测量并用于理论数据比较,实现了软件的数据采集和控制分析功能。腔长从50mm连续变化到90mm的过程中,腔的自由光谱区范围在1600MHz-2900MHz,腔模线宽范围在7MHz-12MHz,精细度维持在237上下,测量值基本与理论值相吻合。
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