【正文】 ction to the state of the parameter values deviate from normal range after, through the voice warning color to operating personnel, location, and display alarming information, and all the warning point data can be extracted for display, analysis and printing.4 selfchecking system and redundancy design selfchecking system signal disposal system is an important part of general data acquisition system, regulate won39。Calculation error characteristics of the analog selfchecking system regularly or not regularly by the system automatically or artificial trigger switch schematic diagram.The implementation of the selfchecking process is as follows:(1) Under the PC / 104 a selfinspection program in the machine through the PC / 104 multifunction acquisition boards to K port the selfcheck voltage of 5 V, the system enters the selfcheck state.(2) through the PC / 104 multifunction acquisition boards sent TA and TD ports respectively simulated selfchecking voltage and voltage digital testing.(3) through the PC / 104 A/D conversion board and PC / 104 digital I/O board is introspected the signal acquisition.(4) the selfinspection program to analyze selfchecking signal data to the condition monitoring system39。 2. 西北工業(yè)大學, 陜西 西安710072)摘要: 以某型航空發(fā)動機為研究對象, 討論了發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設計和實現(xiàn), 主要探討了狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的總體設計, 軟硬件開發(fā)及自檢系統(tǒng)和冗余設計, 并在發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設計中引入了嵌入式 PC/ 104 模塊。關(guān)鍵詞: 發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)測。 冗余設計0 .引言作為飛機飛行的動力源, 航空發(fā)動機的研制是一個非常復雜的過程, 而試驗作為研制航空發(fā)動機的三大支柱 (計算、制造和試驗) 之一, 其重要性不言而喻, 事實證明, 發(fā)動機主要是靠試驗出來的, 而不是靠計算分析出來的。對于航空發(fā)動機的試制而言, 狀態(tài)監(jiān)測是發(fā)動機性能的重要檢測手段, 通過狀態(tài)監(jiān)測和試車工作是發(fā)動機達到調(diào)整性能、磨合運轉(zhuǎn)、檢查制造或大修質(zhì)量, 最終給出發(fā)動機出廠性能報告的目的, 因此采用精確可靠的測試手段來進行狀態(tài)監(jiān)測對于保證發(fā)動機質(zhì)量具有重要的意義。特別是隨著發(fā)動機性能的提高, 狀態(tài)監(jiān)測時所需要實時監(jiān)測的參數(shù)越來越多, 多年來人們不斷探索新的測試技術(shù), 以適應日益發(fā)展著的發(fā)動機試驗技術(shù)的要求。 16路開關(guān)量采用光隔離后送入下位機中。 上位機中的數(shù)據(jù)顯示方式包括曲線顯示, 數(shù)字顯示, 模擬表顯示和記錄瀏覽方式顯示。為了提高發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的擴展性和適應性,將系統(tǒng)設計成可以在三種方式下工作: 機載運行方式、數(shù)據(jù)回放方式和地面試車方式, 其中機載運行方式可以將 PC/104 模塊以機載的方式單獨搭載在真正的飛行試驗中, 由于 PC/ 104 模塊的小體積、高可靠性、抗高溫和抗惡劣條件等優(yōu)點, 很好的適應了飛行環(huán)境, 可以對飛行中各部件狀態(tài)和飛行中各項參數(shù)進行詳細記錄和準確采集, 并同時進行數(shù)據(jù)處理, 所有的數(shù)據(jù)都保存在固態(tài)盤中, 以便于日后進行數(shù)據(jù)回放和對發(fā)動機進行性能分析。 地面試車方式有機的結(jié)合了機載運行方式和數(shù)據(jù)回放方式, 將發(fā)動機試車過程中采集到的參量經(jīng)過處理, 再通過串口將它們實時的傳送到上位機[ 4], 上位機再將數(shù)據(jù)實時的顯示出來, 同時將它們進行保存。根據(jù)航空發(fā)動機測試的要求, 對 20路模擬量和頻率量,及16 路開關(guān)量的采樣頻率設為20 ms, 模擬量信號處理精度為12位, 并全部調(diào)理成 0~ 5 V。軟件采用自行開發(fā)方式來滿足系統(tǒng)需求。2 狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計根據(jù)系統(tǒng)總體設計方案, 整個監(jiān)測系統(tǒng)硬件采用了圖1硬件組成結(jié)構(gòu)圖分級機構(gòu), 由一臺 P4 的上位機和一臺PC/ 104 下位機組成, 下位機又分為PC/104主機板、外圍板卡及各種電路, 其中外圍板卡和各種電路包括: 3 塊PC/ 104 A/ D轉(zhuǎn)換板, 2塊 PC/104 數(shù)字光隔 I/ O 板, 1 塊 PC/ 104 多功能采集板, 接線端子板,信號調(diào)理電路及現(xiàn)場/自檢切換電路。PC/ 104 多功能采集板及自檢/現(xiàn)場切換電路用來實現(xiàn)對系統(tǒng)自檢和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的切換, 以及自檢電壓的發(fā)送。上位機用于實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集機所發(fā)送數(shù)據(jù)的接收、存儲、顯示和報警。2 實時狀態(tài)參數(shù)和回放數(shù)據(jù)的傳輸在地面試車方式和聯(lián)機數(shù)據(jù)回放方式時, 對 PC/104 下位機采集到的狀態(tài)參數(shù)通過串口實時的傳輸?shù)缴衔粰C, 并保存到上位機的數(shù)據(jù)庫中。4報警輸出和打印當采集到的狀態(tài)參數(shù)值偏離正常值一定的范圍后,通過聲音、位置和警示色來向操作人員顯示報警信息,并可以將所有的警告點數(shù)據(jù)提取出來進行顯示、分析和打印。信號調(diào)理部分在使用一段時間后存在著偏差, 模擬通道的誤差特性也可能隨著時間而緩慢變化, 在該系統(tǒng)中數(shù)字通道和模擬通道的數(shù)量較多, 定期手工測量每個通道的完好性和通道特性是不可能的, 所以設計一套自檢系統(tǒng)來滿足這個要求, 該系統(tǒng)的自檢系統(tǒng)包括兩個功能: 檢測調(diào)理通道的正確性。該自檢系統(tǒng)定期或不定期的由系統(tǒng)自動進行或人工觸發(fā)進行 。(2) 通過 PC/ 104 多功能采集板分別向 TA 和 TD端口發(fā)出模擬自檢電壓和數(shù)字自檢電壓。( 4) 自檢程序?qū)ψ詸z信號數(shù)據(jù)進行分析處理。由于該監(jiān)測系統(tǒng)屬于機載設備, 因此應在考慮設備體積的基礎上來提高系統(tǒng)的可靠性, 根據(jù)系統(tǒng)所監(jiān)測數(shù)據(jù)的調(diào)理電路特征來考慮設計冗余調(diào)理電路。根據(jù)以上對監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測信號及其調(diào)理電路的分析, 設計了調(diào)理子電路/冗余子電路的切換電路 , 發(fā)生故障時調(diào)理子電路與冗余子電路的切換過程如下： ( 14)其中 w ( t ) 是回滯系統(tǒng)的輸出。在進行仿真時, 采用了廣義 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡來對回滯環(huán)進行逆模型建模。PID控制器的參數(shù)為: K p= 70, K i= , K d=0。4 結(jié)束語通過采用具有良好特性的廣義 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡, 對回滯系統(tǒng)直接進行逆模型建模, 然后用逆模型實施前饋控制, 可以大大減少回滯現(xiàn)象。從仿真結(jié)果可以看出, 采用基于前饋控制加 Bang Bang 控制的PID控制,可以對回滯系統(tǒng)進行有效的控制。參考文獻:[ 1] Hamdan M, Gao Z Q. A novel PID controller fo r pneumat icproportio nal valv es with hyster esis [ J ] . IEEE, 2000, 2:1198 1201.[ 2] 趙宏偉, 等. 壓電陶瓷驅(qū)動器在機器人柔性臂應用中的研究 [ J] . 壓電與聲學, 2000, 22( 3) : 173 176.[ 3] Choi G S, Kim H S, Cho i G H. A study on position controlof piezoelectric acuators [ A] . ISIE’ 97 [ C] . Portug al,1997.[ 4] Tao G, Kokotovic P V. Adaptive contr ol of plants w ith unknow n hysteresis [ J] . IEEE Tr ans. Autom. Contr. 1995,40( 2) : 200 212.[ 5] SU C Y, Stepanenko Y, Svoboda J, et al. Robust adaptive contro l of a class of nonlinear systems [ J] . IEEE T ran. . Con. 2000, 45( 12) : 2427 2432.[ 6] Cruz Her nndez J M, Hayward V. Phase control approach to hyster esis reduction [ J] . IEEE Tran. on Contr . . 2001, 9( 1) : 17 26.[ 7] Hwang C L, Jan C, Chen Y H. Piezomechanics using intelli
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