基于CompactRIO的脉冲发电机励磁控制器设计

为了提高HL-2M脉冲发电机励磁控制系统的控制效率,实现HL-2M高参数等离子体物理实验先进控制,基于CompactRIO嵌入式系统设计了一种兼具励磁调节与脉冲触发功能,可适用于不同脉冲发电机的励磁控制器。励磁调节在RT中执行,在1ms控制周期内实时调节励磁电压实现发电机输出控制,同时检测过压过流故障信号和进行灭磁处理,并可根据需求灵活设置励磁调节方式;依托CompactRIO的可重配FPGA实现同步信号周期检测、同步信号故障判断、双窄脉冲生成等功能;上位机具有控制命令发送/接收、数据传输与解析、数据保存与显示功能;通过TCP/IP协议和共享变量实现励磁控制器内部可靠通讯。搭建小型实验平台进行励磁控制器功能验证,同步信号周期测量误差小于10μs。结果表明:该控制器具有良好的可靠性,满足基本功能需求。

基于NI CompactRIO的多通道磁场采集系统的设计与实现

针对磁法勘探、地磁导航等不同技术领域的地磁测量需求,提出了一种多传感器模块化采集方案,构建了基于NI CompactRIO的多通道磁场采集系统。系统整合了光泵磁力仪,磁通门磁力仪,惯性导航模块以及GPS模块,可满足不同情况下的实验需求。为了解决多传感器组件同时采集时数据无法同步的问题,提出了基于GPS的同步授时技术以保证数据的有效性。利用插值计数器实现了数字倒数插值测频法,在铯光泵磁力仪有效输出范围内,磁测分辨率优于0.006 nT。在吉林大学电磁屏蔽室中,对系统噪声水平进行了评估,评估结果表明采集系统的PSD为7 pT/Hz@1 Hz,符合设计要求。最后在长春南湖和内蒙古桃合木苏木两个实验场地应用采集系统,验证了系统在野外恶劣环境下能够稳定工作,并高效地完成采集任务。

基于NI CompactRIO的大型变频鼓风机数据采集和分析系统

基于LabVEW开发环境与NI CompactRIO嵌入式平台,开发了大型变频鼓风机数据采集与分析系统。利用NI定点运算、重采样等工具包,实现了24通道数据同步采集、数据实时等角度重采样、阶比分析、多特征值实时计算等功能。系统所涉及的大部分运算都在三百万门的FPGA模块上进行,使系统具有的高运算效率和高可靠性等诸多优势。

基于CompactRIO控制器的机体疲劳模拟试验台的研制

利用美国NI公司的CompactRIO平台为控制核心,采用Labview软件的PID控制器、波形发生器和FPGA工具包等专用控件,研发了机体液压疲劳试验系统,实现了液压压力的加载、机体特征点应变值等信号的采集和液压伺服电磁阀的闭环控制。试验以特征点应变值的变化作为机体破坏的判据,实现了发动机机体疲劳破损的在线识别。

基于PXI和CompactRIO平台构建列车传动控制单元测试环境

基于PXI平台的同步采集技术、CompactRIO平台的FPGA技术,利用图形化编程软件LabVIEW,快速构建了列车传动控制单元(DCU)的测试环境。该测试环境实现了列车网络控制系统、司机控制台的全仿真模拟,通过软件配置,可实现对地铁、动车组、机车等多种车型的DCU功能及性能测试。经实际试验验证,同步采集控制软件采集数据精确、数据传输实时性好,可实现对传动控制系统软硬件功能的全面测试,能够缩短研发周期,降低调试成本,避免实车调试风险。

基于CompactRIO的多通道阵列数据采集系统实现

实时性和可靠性是影响多通道阵列数据采集系统的重要因素。详细阐述了基于CompactRIO(简称CRIO)的多通道阵列数据采集系统的软硬件设计。通过采用CRIO技术实现了多个通道的高速切换和数据采集,对多通道的阵列数据进行了分析处理。阵列数据三维显示图实时准确地反映了阵列数据的变化规律。实验结果表明系统稳定可靠,通道一致性良好,可在100 Hz采样频率下采集更新640路通道数据。

基于CompactRIO的航空发动机便携式测试仪

针对当前航空发动机试验测试系统存在的问题,介绍了一种基于NI CompactRIO的航空发动机便携式测试系统,详细阐述了该系统的结构设计及软、硬件实现方法。针对测试信号所含噪声以均匀白噪声和高斯白噪声为主,通过测试对比小波去噪与小波包去噪,最终选用小波包去噪并将此算法添加到上位机程序中,通过现场测试,取得了良好效果。

基于CompactRIO的真空断路器机械特性在线监测系统设计

针对断路器在线监测装置环境适应性差、信号采集精度不高的问题,设计了一种基于CompactRIO的真空断路器机械特性在线监测系统。系统对触头行程、分合闸线圈电流、分合闸振动、分合闸线圈电压进行监测,可准确提取刚分刚合时刻、分合闸时间、分合闸速度等机械特性参数。介绍了系统整体结构框架,阐述了各模块功能。针对各监测信号的特点,选用合适的传感器及合理的检测方案。详细研究了基于FPGA的数据采集模块结构和工作原理,从硬件角度解释了系统的创新性和优势。阐述了系统的软件架构,基于Lab VIEW语言开发了远程监控终端、FPGA和嵌入式实时系统。测试结果表明,系统具有较高的检测精度和良好的环境适应性。

基于CompactRIO平台的舰船实船训练系统

针对陆上模拟器训练开发成本高、推广使用不便,而海上航行演习训练经费开销巨大、故障处置训练不易实施的问题,研究了嵌入在舰船监控系统中的模拟训练系统,即舰船实船训练系统(OBTS)。在实验室条件下利用NI CompactRIO平台构建了柴油机监控系统,采用了LabVIEW作为上位计算机编程语言。论述了实船训练系统的技术要求和体系结构,通过CompactRIO平台的可重新配置I/O(RIO)和FPGA技术在监控系统中嵌入了实船训练系统,利用RBF神经网络构建了柴油机的转速控制模型替代实际柴油机的状态反馈,采用原监控系统的人机界面进行了训练。实验结果表明,该实船训练系统达到了实时、准确的训练效果。

基于CompactRIO的便携式导弹自动测试系统设计

针对当前导弹测试发控系统存在的问题,介绍了一种基于NI CompactRIO技术的某型导弹自动测试系统,详细阐述了该系统的结构设计和软、硬件实现方法。该系统可用于导弹发射前快速检测和诊断,与传统测试系统相比较,能够有效缩短发射准备时间,并且携带方便,操作简单,性能高效,具有良好的扩展性。

基于CompactRIO的应变采集系统的设计和实现

监测飞机关键部位的应力变化是预测飞机疲劳损伤程度的重要途径。本文详述了基于CompactRIO技术的应变采集系统的结构及软、硬件设计原理。该系统能够实时采集、存储以及分析飞机在飞行过程中关键部位的应力数据,并且在地面可通过LAN接口下载数据。实验结果表明,该系统运行稳定可靠,测量精度误差≤0.2%,FS±4个字,非线性度误差≤0.5%FS,温度漂移±480 ppm/℃。

基于CompactRIO的远程动态测试系统设计

以NI的LabVIEW软件和CompactRIO硬件为平台,设计并实现了用于工业生产现场的远程动态测试系统。基于CompactRIO平台实现现场多通道的数据采集和远程传输;上位PC用于远程监测,利用LabVIEW提供的网络共享变量技术与实时目标CompactRIO建立网络通信,采用模块化与结构化编程思路对采集的信号进行时域、频域以及时频联合等多种分析,并实现文件的保存、打印等功能。试验表明,基于CompactRIO开发的远程动态测试系统测量结果精确可靠,具有较高的灵活性和稳定性,能够适应各种复杂和特殊的工业环境。

基于CompactRIO的嵌入式车载电性能测试系统研发

整车电性能测试是汽车电源系统性能测试、电子控制器测试以及电气部件测试的总称,对车辆的启动、制动、转向以及安全行驶至关重要。研发一种基于CompactRIO的嵌入式车载电性能测试系统,详细阐述了该系统的结构设计和软硬件实现方法。该系统与传统的测试系统相比,能够缩短测试准备时间,抵抗恶劣工作环境并且安装简单、测量精度高。通过对实车测试,证明该系统可以实现准确评定车辆电能分配是否合理,电性能安全系数是否达标。

基于CompactRIO的综合鱼雷模拟器设计

分析了基于单片机嵌人式和"便携式加固机+PCI插件"的两种设计方案的不足,提出了基于CompactRIO的集两种型号于一身的综合鱼雷模拟器设计方案。采用CompactRIO八槽机箱和嵌入式控制器作为硬件平台,能适应条件苛刻的机载环境;实时操作系统和FPGA底层硬件满足鱼雷发射的实时性要求;采用高电压输入输出模块,减少了接口电路的设计量,只需完成很少的硬件设计,提高了系统的可靠性;依据鱼雷发射控制流程,采用LabVIEW图形化编程,开发周期大大缩短。该模拟器能真实模拟两种鱼雷的各个状态,同时可设置一定的模拟故障,并通过显示面板显示鱼雷的状态,遵循其它不同形式模拟器的操作习惯。

基于CompactRIO的比例阀测控平台设计及性能研究

针对比例阀性能测试要求,开发设计了一套基于CompactRIO测试系统,该系统自动化程度高,且具有高的测试效率与柔性;分析了其压力控制系统,因其为一随动系统,提出前馈补偿式压力闭环PID控制,试验结果证明该控制策略在不增加系统硬件成本基础上,提高了系统压力精度;在测试平台基础上开发了一套阀性能提升试验平台,分析了颤振信号对阀的滞环影响。理论分析与实验结果证明,过低的颤振频率将导致阀芯振荡,只有合适的幅值与频率对阀滞环才能起到减少作用。

基于CompactRIO的多通道强震动数据采集器FPGA的实现

提出以Compact RIO作为硬件平台,用Lab VIEW FPGA技术实现48通道强震动数据采集器底层数据采集功能。详细阐述了设计要点及从技术上实现了时钟同步、数据采集、标定信号输出、量程设置、状态显示、外触发信号接入等功能。结果表明,数据采集器的噪声、动态范围、幅频响应等主要技术指标满足国内地震行业标准DB/T 10-2001的要求,数据采集器的线性度误差满足DB/T 22-2007的要求。实现的阶段成果能为人们利用NI产品进行强震动数据采集器开发提供重要参考。

基于NI CompactRIO发动机振动信号采集

基于NI CompactRIO及Labview图形化编程语言,开发了发动机振动信号数据采集系统。该数据采集系统利用了不同模块的配置实现了多路信号的同时采集并支持在线数据处理及数据存盘再处理。在发动机振动测试平台上进行试验,采集出来的数据准确可靠。

基于CompactRIO的便携式航空发动机温度采集系统

为了满足航空发动机外场测试的便携性要求,利用NI公司的CompactRIO(CRIO)平台设计了发动机便携式温度测试系统。利用LabVIEW FPGA开发了CRIO的底层FPGA模块,实现对数据采集模块的控制与管理;利用LabVIEW RTOS开发了CRIO的底层实时操作系统,实现了对采集数据的组织、管理及与上位机通信;最后利用LabVIEW开发了上位机软件,实现测试数据的实时显示和数据存储。基于CRIO的便携式温度采集系统具有体积小、重量轻、精度高、实时性强、灵活性较高的优点,充分满足了航空发动机外场便携式测试的功能要求。

基于CompactRIO的载人航天器外场试验平台设计

针对目前载人航天器外场试验的需要,提出一种基于CompactRIO的小型化试验平台;系统采用可配置的仪器系统进行设计,硬件可模块化配置,能适应外场环境,使用图形化编程软件进行虚拟仪器设计,具备实时性、多任务、可配置的特点,具备数据分析和存储能力,可进行灵活定制、快速开发;分析了外场试验小型化测试平台的优势及关键要素,对试验需求、系统设计、硬件设计、软件设计、使用效果进行说明,对整个系统性能的满足情况进行说明;经验证,该平台可提高外场试验的效率及试验稳定性,可为后续航天器外场试验提供参考。

基于CompactRIO的光纤布拉格光栅解调系统

波长解调技术是光纤布拉格光栅传感器实用化面临的关键技术,提出并实现了一种基于可调谐Fabry-Perot滤波器的FBG解调系统。该系统通过NICompactRIO平台控制D/A输出信号作为可调谐滤波器的扫描信号,同时对布拉格光栅的反射波峰进行采样与处理,通过标准具和参考光栅对Fabry-Perot滤波器进行标定。实验表明,该解调系统扫描带宽50nm,在50Hz扫描频率内,可以得到稳定测量信号。