使用LabVIEW與PXI設計并實現(xiàn)用于飛機前起落架電子轉向系統(tǒng)

　　挑戰(zhàn):

　　設計并實現(xiàn)一套試驗裝置，用于空中客車A320客機前起落架的電子轉向系統(tǒng)原型。

　　解決方案:

　　基于NI Labview軟件與PXI硬件創(chuàng)建一套系統(tǒng)，使用實時操作系統(tǒng)，以便于快速地開發(fā)試驗裝置的測試與控制應用軟件，并依托LabVIEW中隨時可用的函數快速地開發(fā)出我們的算法。

　　簡介

　　分布式與冗余式機電前輪轉向系統(tǒng)(DRESS)國際項目的目標是創(chuàng)建客機前起落架電子轉向系統(tǒng)的原型。航空學院(IoA)起落裝置系的科學家設計并制造了一套電子轉向系統(tǒng)試驗裝置原型用于模擬實際情況。他們設計的試驗裝置能夠承受快速而簡單的配置改變，這是由測試項目原型機所特有的性質決定的。這種改變配置的靈活性幾乎總能促成控制與試驗裝置硬件測試的更改。

　　DRESS試驗裝置控制系統(tǒng)

　　IoA的工程師設計，開發(fā)，并制造了DRESS測試系統(tǒng)。他們完成了機械方面的設計與制造，以及試驗裝置控制系統(tǒng)的其它需求。Veritech，NI公司的聯(lián)盟伙伴，開發(fā)了試驗裝置控制軟件。DRESS測試程序的采用促進了試驗裝置的靈活性，如前起落架輪的準靜態(tài)與動態(tài)載荷。試驗裝置需要執(zhí)行大范圍的測試。定義了兩個主要的測試配置：動態(tài)模式模擬高頻震蕩，以及低頻高轉矩模式主要模擬地面機動。第一個被定義為動態(tài)控制子系統(tǒng)(DCSS)，第二個被定義為反抗轉矩控制子系統(tǒng)(ATCSS)?；趦煞N不同的載荷需求，系統(tǒng)被設計創(chuàng)建成使用可替換硬件與軟件配置的形式(圖1)。

　　為了模擬飛機的低速滑行條件，創(chuàng)建了由液壓發(fā)動機(ATCSS)驅動的模塊。在這種情況下，出現(xiàn)了低頻(至4 Hz)，大角度(至90度)，大轉矩。為了模擬經常出現(xiàn)在前起落架的高頻震蕩，創(chuàng)建了一套電驅動模塊(DCSS)。這個模塊可以通過兩個固定在原來輪子上的圓盤使飛機前輪失去平衡。在動態(tài)測試中，輪子的速度可以達到4,000轉/分，用于模擬更高頻率下的大轉矩，此時要限定扭轉角(至5度)。

　　采用這種方案，試驗裝置被創(chuàng)建出來并能滿足測試需求，并且它足夠緊湊從而很容易地容納于預定的試驗室。PXI測量平臺的特性被最大化地(例如，PXI機箱內部各測量模塊之間的嚴格同步)用于測試數據的高質量和一致性。

　　新版本的LabVIEW被用于創(chuàng)建一套應用軟件，它能夠將多核CPU中兩核之間的線程分開，從而能在規(guī)定的時間內執(zhí)行所有的任務。應用軟件也可以使用適當的辨識方案來偵測出當前試驗裝置的機械配置。控制測試應用的主要部分將實時操作系統(tǒng)的能力最大化了。實時操作系統(tǒng)的應用使設計好的應用程序更加穩(wěn)定，從安全與可靠性方面來說這至關重要。

　　除了應用的穩(wěn)定性，它能夠增強試驗裝置的安全性，另一個挑戰(zhàn)是將高質量的信號以正確的時序傳輸到由其它項目參與者創(chuàng)建的外部測試系統(tǒng)。應用軟件的多線程以及PXI 平臺的同步使小至毫秒級別延遲的信號傳輸成為可能?？煽s放的信號被產生出來，它直接由試驗裝置測得。我們也可以通過對多個測量輸入的分析得到信號，這要求正確的信號處理優(yōu)化與同步，從而在時間的約束下實現(xiàn)正確的信號一致性。

　　結論

　　使用PXI平臺與NI LabVIEW編程環(huán)境，我們有效地開發(fā)了試驗裝置控制與測量系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)的配置為連接更多的輸入信號并使用新的測量模塊擴展系統(tǒng)預留了很大的余地。由于其模塊化設計，我們可以通過實現(xiàn)更多的功能來擴展我們的應用。此外，LabVIEW中隨時可用的信號分析功能使得這些執(zhí)行過程盡可能的簡單。