[实用新型]用于校准风洞的测控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风洞试验系统，尤其涉及用于校准风洞的测控系统。

背景技术

风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。

风洞中的气流速度一般用实验气流的马赫数(M数)来衡量。另外，风洞的位移机构是指用于风洞试验中支撑试验对象(模型或实物)线性变化与定位的专用机构，例如风洞的校准段可设有五坐标位移机构。在风洞校准中，马赫数控制和位移机构控制是所必需的。

通常地，航空发动机试验器中测控系统按功能划分，每个功能设计一套测控子系统，由总控操作软件协调发出设定值控制指令，子系统按设定值指令通过PID算法控制执行对象达到控制要求.

以“探针校准风洞”实验设备要求，需要通过对阀门(F1～F4)的控制，实现对“M”马赫数控制；校准段设计有五坐标位移机构，通过对位移机构的步进电机的控制，实现对(X、Y、Z、俯仰角、偏航角)五坐标位移机构控制。

在测控子系统控制回路较少时，为了实现子系统操控的独立性，采用集散化设计，例如马赫数控制和五坐标位移机构各搭建自己的硬件控制系统，但硬件的集成造价较高，大大提高了试验成本。

因此，一种软件集散和硬件集中的混合控制方案将是合乎需要的。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种用于校准风洞的测控系统。

根据本实用新型的一方面，提供了一种用于校准风洞的测控系统，包括：

探针校准分析模块，用于给出马赫数和位移机构的设定值；

位移机构控制模块，耦接至该探针校准分析模块，用于基于该位移机构的设定值提供用于调整该位移机构的步进电机的执行量；

马赫数控制模块，耦接至该探针校准分析模块，用于基于该马赫数的设定值提供用于调整马赫数的阀门的执行量；以及

耦接至该探针校准分析模块、该位移机构控制模块、和该马赫数控制模块的集中式的硬件测控端，该硬件测控端包括集成在一个机箱内的处理器和控制板卡，该处理器用于将该步进电机和该阀门的执行量转换成相应控制信号以通过该控制板卡分别输出至该阀门和该步进电机。

在一实例中，该控制板卡包括多个输出通道，每个输出通道配置用于输出预定控制信号，该步进电机和该阀门的执行量包括与该多个输出通道一一对应的多个执行量，该处理器进一步用于将该多个执行量转换成相应的多个控制信号以通过该控制板卡的对应输出通道输出至该阀门和该步进电机。

在一实例中，该控制板卡包括输出卡和电机驱动卡以用于经由该输出卡和电机驱动卡的输出通道来输出该控制信号。

在一实例中，该控制板卡包括多个输入通道，该处理器进一步用于将采集自该多个输入通道的采集数据传送至该探针校准分析模块、该位移机构控制模块和该马赫数控制模块。

在一实例中，该控制板卡包括数据采集卡和电机驱动卡以通过该数据采集卡和电机驱动卡的输入通道来采集数据。

在一实例中，该位移机构控制模块进一步用于还基于该采集数据提供用于调整该位移机构的步进电机的执行量。

在一实例中，该马赫数控制模块进一步用于还基于该采集数据提供用于调整马赫数的阀门的执行量。

在一实例中，该探针校准分析模块、该位移机构控制模块和该马赫数控制模块分别布置于独立的计算机系统中。

在一实例中，该探针校准分析模块、该位移机构控制模块和该马赫数控制模块分别经由UDP/IP网络架构与该硬件测控端进行数据通信。

在一实例中，该控制板卡和该处理器之间通过PXI总线架构进行通信。

在本实用新型中，提供了一种软件集散和硬件集中的混合控制架构。即，用于位移机构和马赫数的硬件控制系统被集合在了一起，而不单独设置。这样有效地节省了硬件成本，同时，软件控制部分例如位移机构控制模块和马赫数控制模块则以集散的方式分开设置，这保证了各控制控制模块可独立工作，不会因为某控制模块的起停影响其他子系统或整体的工作，可随时断点再接。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。

图1是示出了根据本实用新型的一方面的测控系统的拓扑示意图；以及

图2是示出了根据本实用新型的特定实施例的测控系统的框图。

具体实施方式