基于CRIO的数控机械在线监测诊断系统设计

基于CRIO总线的数控机械在线监测诊断系统是以计算机为控制核心,通过与数控机床的通信来完成对机床运行状态的实时监测和故障诊断,同时采用LabVIEW虚拟仪器技术开发了机床运行状态的监测和诊断系统。该系统能对数控机床的加工过程进行实时的监测和诊断,并对机床运行状态进行综合分析,判断出机床故障的部位和严重程度,为数控机床的维修提供依据。

基于CRIO的机械臂测控系统设计研究

为解决机械臂在大风、水上等极端工况下,因采集的角度、位置数据偏差导致抓取物体失败、诱发安全风险等问题,引入CRIO系统与LabVIEW开发工具建立基于FPGA技术的机械臂测控系统设计方案,集成多种类型传感器、计算机PC端与CRIO硬件装置,并融合CANopen、Profibus、RS485等多种总线通信协议,实现对机械臂移动位置、姿态等测试数据的采集、传输、处理、存储等功能。通过搭建实验平台进行机械臂产品在高频摇摆状态下的PID控制及姿态显示情况测试,最终测试结果显示,该机械臂的稳定控制角度偏差不超过±0.4°,且控制信号、姿态反馈信号的延迟时长分别为0.3ms和50ms,在计算机显控设备端仅需0.04s即可实现监控画面的实时刷新,满足机械臂姿态性能测试与状态监控需求。

基于cRIO控制器的高压共轨柴油机ECU硬件在环仿真系统设计

为测试和验证高压共轨柴油机电控单元的控制策略,设计了一套基于cRIO控制器的ECU硬件在环仿真系统.系统采集高压共轨柴油机的执行机构信号,用DMA方式将数据送至cRIO0控制器,经燃油喷射和排气阀驱动数学模型计算,输出控制模拟曲轴电机转速和保证ECU正常工作的信号.系统还在NIPXI平台设计了ECU监测记录模块.系统的设计可节省高压共轨柴油机ECU测试试验费用和缩短开发优化周期.

基于cRIO平台的电动缸位移与力伺服控制系统设计

为满足电动缸的控制需求,设计了一套基于cRIO(compact-RIO)嵌入式系统平台的电动缸位移与力伺服控制系统。为提高系统的动态响应性能,设计了带前馈的PID闭环控制器。通过软件设计,实现了控制器算法并进行了直线和循环正弦伺服运动轨迹规划。在具体的电动缸系统上进行了试验,试验结果表明,位移与力伺服控制均具有较好的跟踪效果,验证了设计系统的有效性。

基于NI PXI和cRIO的微电网仿真控制实验平台设计

为开展微电网控制技术实验教学,设计了一种集开发和测试于一体的微电网仿真控制实验平台。该平台由NI PXI、cRIO和上位机构建而成。PXI部署微电网主电路及非重点关注单元的就地控制数字模型;本地cRIO部署重点关注单元的就地控制模型;远程cRIO作为微电网协调控制器;上位机则实现能量管理及人机交互功能,形成了一套多层次的微电网实时仿真及硬件在环控制系统。

基于NI cRIO的球杆系统测控平台

设计了基于NI嵌入式可重配置输入输出自动化控制器实现的球杆系统测控平台,介绍了硬件配置及模块功能。直流伺服电机的电枢电流测量、转子角位移测量和球的直线位置测量都是在FPGA上实现的,由硬件保证了短的测量周期;相应的电流控制环、转角位置环及球的位置环PID控制器也是在FPGA上实现的。给出FPGA的程序体系结构及转角测量的LabVIEW程序。说明了由嵌入式控制器cR IO 9014实现的主要功能和程序流程,给出PC机监控界面。该系统不只实现了球杆系统的快速控制,还提供了测试平台以进一步研究系统的非线性特性。

基于cRIO的时序控制软件架构设计

面向时序控制的功能需求,基于Compact RIO(c RIO)硬件系统,使用Lab VIEW软件作为编程语言,设计了时序控制软件的程序架构。软件划分为现场可编程逻辑门阵列(FPGA)层和实时(RT)层2个层次,2层之间通过先入先出直接内存访问(DMA FIFO)和前面板控件进行数据通信。时序控制和硬件指令交互功能在FPGA层用状态机实现;RT层实现与上位机的人机交互功能,上报时序流程状态。经测试,时序控制软件的硬件指令响应时间小于50μs。

基于LabVIEW和cRIO的大中型建筑机械嵌入式监控系统

通过对NI公司的compactRIO可编程自动化控制器(PAC)及模拟I/O模块、数字I/O模块和CAN总线驱动模块和应用软件LabVIEW基本模块、RealTime模块、FPGA模块等,进行集成和开发,构建通用型新一代大中型建筑机械控制装置。这种控制装置在LabVIEW环境下可以实现机械作业系统状态的实时显示、控制和人机对话,可满足改善和提高大中型建筑机械自动化、智能化和信息化程度的需求。这种模块集成嵌入式监控系统,通过剪裁可适用于各种大中型建筑机械及其工作过程的监控。

基于NI-CRIO的风洞模型姿态控制系统数据采集设备研制

针对国内某型风洞模型腹撑控制系统监测能力不足的问题,提出了一种以NI-CRIO为核心构建的现场数据采集设备方案,该方案采用高性能嵌入式控制器,结合基于LabVIEW RT开发的实时采集程序,通过工业Modbus总线协议实现了系统各种参数的实时采集和传输;实际运行情况表明,该设备能够在复杂的现场情况下长期运行,工作稳定可靠。

基于NI-cRIO的导弹电液伺服机构实时测控平台

简单介绍了CampactRIO硬件组成,然后设计了一种基于NI-cRIO嵌入式可重新配置自动化控制器实现的导弹电液伺服机构实时测控平台,介绍了系统组成、硬件的配置及模块功能。详细说明了上、下位机软件实现的主要功能,并给出了PID控制FPGA VI程序和上位机主界面图。该系统不只是实现了导弹伺服机构的快速控制,还提供了测试平台以进一步研究系统的非线性特性。

基于PXI和cRIO的电子稳定程序硬件在环仿真平台开发

电子稳定程序(Electronic Stability Program,ESP)是新一代汽车主动安全类产品,在国外中高档轿车上广泛安装,国内尚处于研发阶段。在汽车开发过程中,实车试验具有相当的危险性,同时对场地要求很苛刻,所以需要硬件在环仿真平台。本文基于PXI和cRIO搭建了ESP的硬件在环仿真平台。所采用的15自由度整车模型由NI的仿真模块搭建,仿真周期为1ms,能有效地对车辆运动状态进行仿真。

基于CRIO的TPS短舱模拟试验测量及报警系统设计

从TPS短舱试验的测量与安全需求分析入手,提出了一种TPS短舱模拟试验测量及报警系统的软硬件总体设计方案。该方案采用高性能嵌入式控制器,结合基于LabVIEW RT开发的实时采集程序,通过EtherCAT总线协议实现了系统各种参数的实时采集和传输。应用表明其测量及报警功能满足要求、提高了TPS试验的安全可靠性。

基于双cRIO的永磁同步直线电机硬件在环实时仿真平台

使用National Instruments公司的LabView8.6.1和cRIO9074,cRIO9004软、硬件平台成功搭建一套永磁同步直线电机硬件在环实时仿真平台。其中cRIO9074和cRIO9004分别用于永磁同步直线电机控制器仿真和永磁同步直线电机模型仿真,两者采用高速数、模数据采集卡进行数据交换,且其核心算法全部在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)中完成,具有50us级的高实时性特点。该仿真平台的快速成功搭建,可以预先验证永磁同步直线电机的控制算法,从而便于提早发现潜在错误,节约调试成本、缩短调试周期和尽可能减小事故发生概率。

基于cRIO的嵌入式煤矿电机远程监测系统设计

为了解决煤矿电机运行状态缺乏有效远程监测的问题,利用NI cRIO 9040工业级嵌入式控制器以及开发软件平台LABview设计了一种基于cRIO的嵌入式煤矿电机远程监测系统。全面介绍了系统的软硬件设计以及各项功能模块,使用NI cRIO 9040嵌入式控制器搭配NI C系列数据采集模块搭建煤矿电机运行状态数据采集硬件电路,通过LABview开发平台开发数据采集软件系统,系统的应用能够实现远程实时监测煤矿电机的运行状态参数,为后续的煤矿电机运行状态的分析与故障诊断提供了数据支持,具有很强的实用性。现场测试结果表明:系统运行稳定可靠,能够很好地采集、传输煤矿电机运行状态数据,在上位机与云服务器上能够及时准确地接收到采集的电机运行状态数据,实现了对煤矿电机运行状态的远程不间断监测,解决了煤矿电机运行状态难以有效远程监测的难题,满足了远程实时监测的需求。

基于NI cRIO的柴油机转速控制的半实物仿真

为了开展柴油机信号的监测研究和开发柴油机的控制算法,选用与柴油机数学模型类似的直流电动机作为控制对象,构建了一个以NI cRIO为核心监控装置的柴油机半实物仿真试验平台。初步运用PID控制算法,在3种LabVIEW编程环境中进行了仿真测试,并给出了在实时响应最高的现场可编程门阵列(FPGA)环境下编写的监控程序。测试结果显示,柴油机仿真对象直流电动机的转速控制实时性好、精确度高,这为开展柴油机实物的控制研究奠定了良好的基础。

基于NI-cRIO的生丝实时电子检测系统的开发

以改进型SD-1生丝细度仪(采样率为10 K)采集的电压值序列为判别依据,利用NI-cRIO平台内置的FPGA模块μs级的时间控制特性以及内装的9014实时控制系统,开发了生丝匀度、清洁、洁净高速检测系统,以实现对生丝品质的快速、准确、多锭的在线检测和分析。该系统主要难点在于确定利用FPGA计算6绪通道的判别算法的可靠性,并将结果同步显示出来,生成报表,便于后续的统计和分析,从而满足生丝匀度、颣节检验的需要,用来客观地评定生丝的等级,以达到提高生丝品质检测效率的目的。

基于NIcRIO的合肥光源冷却水监测系统

合肥光源是以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源。为了提升其供光性能,2009年底启动了合肥光源重大维修改造项目,冷却水监测系统是此次重大维修改造项目的一部分。改造后的冷却水监测系统采用美国国家仪器公司(NI)的可重配置嵌入式工业控制器cRIO作为硬件平台,监测冷却水温度、压力和流量,以及磁铁温度和隧道环境温度等信号。cRIO上运行VxWorks操作系统,采用LabVIEW编写采集程序,并采用NI公司开发的接口程序"EPICS Server IO Server"将系统集成到EPICS中。cRIO-9073中的所有软件可通过镜像方式安装,并且采集程序通过一个包含机箱及模块信息的配置文件来自动检测硬件的匹配情况,因此,软件的安装和调试十分方便。系统的试运行情况表明其性能稳定,操作简单,扩展性好。

基于CRIO系统的捷联惯组快速自动测试系统设计

通过对某型导弹捷联惯性测量组合测试系统现状的分析,提出一套基于CRIO(Compact-RIO)嵌入式系统的捷联惯性测量组合通用快速自动化测试系统的设计方案;确定系统的硬件组成,给出软件流程图和软件模块组成,并基于LabVIEW编程环境对主要程序进行程序设计。与传统的惯组测试系统相比较,该系统的突出优点在于其功能全面,具备通用性,另外还具有技术先进,数据处理能力强,可靠性高等特点。该系统采用人工粗调平免对北标定方法,并将速率标定与位置标定融合在一起进行,大大缩短了测试时间。

基于NI-cRIO的网络化发动机测控系统开发

针对目前发动机试验台存在软硬件不兼容、测控分离且功能单一难以拓展的问题,介绍了一种基于NI-cRIO实现测控一体化及网络化的测控系统设计方案,详细给出了系统的总体架构和硬件选型,基于Lab VIEW开发了一套具备数据采集、数据处理、数据保存、数据查询、报表生成、手/自动控制和状态报警等功能的模块化测控系统软件,并对测控系统软件功能界面及程序架构进行了详细介绍,经应用验证符合系统测控一体化及网络化的设计目标。

基于cRIO的快速伺服控制原型系统设计

针对传统惯导设备伺服回路控制系统人机交互能力差,调试验证手段不够灵活的问题,提出一种基于cRIO的快速伺服回路控制原型半实物仿真系统;在分析了惯导设备位置伺服回路原理及对比了几种仿真平台特点的基础上,完成了系统总体架构、cRIO快速控制原型软硬件系统搭建、外围驱动电路设计及Labview软件程序编写,最终进行了实物在环仿真实验;结果表明其功能实现正常,与理论控制系统模型契合度较高,是一种高效实时验证模型及控制性能的手段。该系统设计对今后各领域伺服回路控制系统设计尤其是高精密机电伺服系统研制效率进一步提高提供了一定指导作用。