一種發(fā)動機性能虛擬儀器測試系統(tǒng)的設計應用

　　1 引 言

　　隨著發(fā)動機電控技術的發(fā)展，對發(fā)動機測試提出了更高的要求。發(fā)動機試驗的自動化成為提高發(fā)動機測試效率和質(zhì)量的重要方法。虛擬儀器是用軟件將計算機與標準化虛擬儀器硬件結(jié)合起來，從而實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器功能的模塊化，以達到自動測試與分析的目的。利用虛擬儀器技術用戶可以通過圖形化的編程環(huán)境和操作界面，輕松完成對待測對象的信號調(diào)理、過程控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、波形顯示、數(shù)據(jù)存儲、故障診斷以及網(wǎng)絡通信等功能，大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期；同時由于采用了標準化的虛擬儀器軟硬件，測試系統(tǒng)的兼容性和擴展性也得到了很大程度的增強；除此以外，虛擬儀器技術的靈活性強和可重用度高，可以使用戶的測試系統(tǒng)規(guī)模最小化，且易于升級和維護，用戶甚至可以使用現(xiàn)有硬件組成另一套測試系統(tǒng)，從而減少不必要的重復投資，降低系統(tǒng)的開發(fā)成本。

　　2 系統(tǒng)組成及工作原理

　　（1）系統(tǒng)組成

　　發(fā)動機性能虛擬儀器測試系統(tǒng)主要由主控機模塊、cFP實時監(jiān)控模塊、測功機模塊以及待測發(fā)動機模塊四部分組成，如圖1所示。

圖1 發(fā)動機性能虛擬儀器測試系統(tǒng)

　　主控機模塊為一臺DELL工作站，用于提供圖形化用戶界面，完成對系統(tǒng)硬件的配置和對用戶界面和控制參數(shù)的設置，并實時更新各指標參量對時間的波形顯示，經(jīng)過曲線擬合后得到發(fā)動機特性曲線，最后完成測試數(shù)據(jù)的記錄工作。與此同時，主控機還通過嵌入式NI PCI數(shù)據(jù)采集卡完成對非控制參量，如壓力、油耗等的測量工作。

　　cFP實時監(jiān)控模塊由兩部NI cFP分布式I/O系統(tǒng)組成，通過TCP/IP協(xié)議與主控機通信，從主控機獲得控制參數(shù)命令來控制測功機，并返回從測功機模塊采集來的數(shù)據(jù)信號，交由主控機處理。其中模塊A用于完成實時自動加載和控制指標參量的測量，并提供過載保護、緊急停車以及非法停機后的系統(tǒng)重建等應急措施；模塊B用于完成對待測發(fā)動機各溫度點的實時監(jiān)測。

　　測功機模塊被用于為待測發(fā)動機提供一定的負載，并由其內(nèi)部的傳感設備將待測發(fā)動機在該負載下的扭矩、轉(zhuǎn)速以及輸出功率等待測指標參量轉(zhuǎn)換為 cFP實時監(jiān)控模塊A可以接受的電壓信號。