某型伺服机构计算机测控试验系统设计
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摘要
电液伺服机构是直升机的重要部件之一，其功能的完备性和性能的优劣对于飞行安全和飞行性能都极为重要。因而对其进行性能测试具有重要的意义，本论文讨论某型伺服机构的计算机测控系统设计，系统兼容人工手动测试功能，可完成两个系列，五种型号的伺服机构测试。
本系统为计算机辅助测试(CAT)系统，采用流行的虚拟仪器技术开发，界面丰富，操作简便。试验状态切换、控制、测试、数据采集和处理、显示保存均采用计算机完成，可实时处理多路信号，大大提高了试验的自动化程度、效率和测量的准确性。论文中进行了液压动力源系统设计、计算机测试系统设计，包括测试系统的软、硬件设计。针对具体项目，开发了力传感器、位移传感器、流量传感器信号的放大变送电路，模拟量、开关量信号调理电路。对液压信号源的位置系统控制进行了详细分析，建立了数学模型，进行了仿真计算和控制方法研究。论文中对测试软件的虚拟仪器语言LabWindows／CVI开发平台、数字信号滤波算法和系统调试过程也作了介绍。
实际使用表明，本系统功能完备，性能先进，满足测试要求，并且使用简便、易于扩充。对于提高部队维修检测水平，增强战斗保障能力具有实际意义。
Electro-hydraulic servo mechanism is an important part of helicopters, the integrity of it's function and state of it's performance has fatal influence on the safety and behavior of the aircraft, so it is necessary to test the product before application. This dissertation focused on the design of the computer aided test and control system of a certain product. This system is compatible to manual test, can be used to two series five types servo mechanisms testing processes.
This test system is a computer aided test(CAT) system, developed in virtual instruments(VI) technology, has abundant interfaces and easy to use. The conversion of test status, testing and control, data acquisition and processing, displaying and saving are all carried by computer. This paper mainly studies the design of the oil source system, and the computer aided test and control system, including the software and hardware subsystems. Three kinds of circuit are developed for position transducers, force transducers and flow transducers. The control method of a positioning system is discussed in detail according to analysis, modeling and simulation. The feature of virtual instrument language CVI is also presented in this paper.
This system has been approved to be a successful design by practical use.
本系统为计算机辅助测试(CAT)系统，采用流行的虚拟仪器技术开发，界面丰富，操作简便。试验状态切换、控制、测试、数据采集和处理、显示保存均采用计算机完成，可实时处理多路信号，大大提高了试验的自动化程度、效率和测量的准确性。论文中进行了液压动力源系统设计、计算机测试系统设计，包括测试系统的软、硬件设计。针对具体项目，开发了力传感器、位移传感器、流量传感器信号的放大变送电路，模拟量、开关量信号调理电路。对液压信号源的位置系统控制进行了详细分析，建立了数学模型，进行了仿真计算和控制方法研究。论文中对测试软件的虚拟仪器语言LabWindows／CVI开发平台、数字信号滤波算法和系统调试过程也作了介绍。
实际使用表明，本系统功能完备，性能先进，满足测试要求，并且使用简便、易于扩充。对于提高部队维修检测水平，增强战斗保障能力具有实际意义。
Electro-hydraulic servo mechanism is an important part of helicopters, the integrity of it's function and state of it's performance has fatal influence on the safety and behavior of the aircraft, so it is necessary to test the product before application. This dissertation focused on the design of the computer aided test and control system of a certain product. This system is compatible to manual test, can be used to two series five types servo mechanisms testing processes.
This test system is a computer aided test(CAT) system, developed in virtual instruments(VI) technology, has abundant interfaces and easy to use. The conversion of test status, testing and control, data acquisition and processing, displaying and saving are all carried by computer. This paper mainly studies the design of the oil source system, and the computer aided test and control system, including the software and hardware subsystems. Three kinds of circuit are developed for position transducers, force transducers and flow transducers. The control method of a positioning system is discussed in detail according to analysis, modeling and simulation. The feature of virtual instrument language CVI is also presented in this paper.
This system has been approved to be a successful design by practical use.
引文
[1] 刘长年主编．液压伺服系统的分析与设计 科学出版社1987年
[2] 王占林主编．液压伺服控制 北京航空航天大学出版社1987年
[3] 雷天觉主编．液压工程手册 机械工业出版社1990年
[4] 胡寿松主编．自动控制原理 国防工业出版社1987年
[5] 刘长年著．液压伺服系统优化设计理论 冶金工业出版社1987年
[6] 薛定宇著．控制系统计算机辅助分析—MATLAB语言及应用清 大学出版社1996年
[7] 施阳等著．MATLAB语言精要及动态仿真工具SIMULINK 西北工业大学出版社1997年
[8] 程卫国等编著．MATLAB 5.3应用指南 人民邮电出版社1999年
[9] 谭浩强著．C程序设计 清华大学出版社1991年
[10] 刘君华主编．虚拟仪器编程语言LabWindows／CVI教程电子工业出版社2001年
[11] 周雪琴等．计算机控制系统 西北工业大学出版社1998年
[12] 陶永华等．新型PID控制及其应用(第2版) 机械工业出版社2002年
[13] 白国长等．电液位置伺服系统新的校正方法 郑州工业大学学报1998(2)
[14] 李扬等．采用虚拟仪表实现液压装置的动特性测试和仿真 机床与液压1999(3)
[15] 朱铮涛等．应用虚拟仪器技术实现液压系统状态检测 机械开发1998(4)
[16] 陈斌等．机载液压系统的主要发展趋势 航空学报1998(7)
[17] 阎杰等．电液伺服加载系统数学模型的建立及有效性分析 航空学报1998(1)
[18] 苏永清等．国内电液负载仿真台研究与发展现状 机床与液压1999(2)
[19] 葛宜远．流体传动及控制技术的新成就 液压与气动1998(2)
[20] 张奕等．电液伺服阀试验台计算机控制及自动测试系统
机床与液压2000(增刊)
[21] 宋静等．电液伺服阀CAT试验台软、硬件的研究与开发 机床与液压2000(增刊)
[22] 李笑等．电液比例复合变量泵神经网络控制的研究 机床与液压2002(5)
[23] 郭光明等．数字PID的设计与调试 机电—体化2001(4)
[24] 王晓玲等．计算机辅助测试技术在液压系统应用中的研究 太原重型机械工业学院学报1998(2)
[25] 徐造林等．液压测试台计算机辅助测试系统的研究 大连海事大学学报2000(3)
[25] 徐造林等．液压测试台计算机辅助测试系统的研究 大连海事大学学报2000(3)
[26] A.H. Taner, Vitual Instrumentation, a solution to the problem of design complexity in intelligent instruments Messurement/Control 1997(7)
[27] Scoville R.I.,Maxwell M.J., Current design/analysis tool for aircraft hydraulic system, SAE Technical Paper Series.1990
[28] Zhao Tienan, Virvalo, Tapio, Fuzzy control of a hydraulic position servo with unknow load, IEEE International Conferrence on Fuzzy System, 1993
[28] An. Burton K, Trends in hydraulic positioning systems,IEEE Conferrence Record of Annual Conferrence of Electrial Engineering Problems in Rubber and Plastic Industries,1993
[29] Sepehri N,Khayyat AA, Development of a nonlinear PI controller for accurate positioning of an industrial hydraulic manipulator,Mechatronics, 1997(8)
[30] rantawy, hussein S, Digital simulation of hydraulic position control of a robot arm, Messurement and Control 1999s(2)
[31] Huang Yuping, A control method for direct digital electro-hydraulic
servo system, Proceeding of 3rd International Symposium of Fluid Power Transmission and Control,1999
[2] 王占林主编．液压伺服控制 北京航空航天大学出版社1987年
[3] 雷天觉主编．液压工程手册 机械工业出版社1990年
[4] 胡寿松主编．自动控制原理 国防工业出版社1987年
[5] 刘长年著．液压伺服系统优化设计理论 冶金工业出版社1987年
[6] 薛定宇著．控制系统计算机辅助分析—MATLAB语言及应用清 大学出版社1996年
[7] 施阳等著．MATLAB语言精要及动态仿真工具SIMULINK 西北工业大学出版社1997年
[8] 程卫国等编著．MATLAB 5.3应用指南 人民邮电出版社1999年
[9] 谭浩强著．C程序设计 清华大学出版社1991年
[10] 刘君华主编．虚拟仪器编程语言LabWindows／CVI教程电子工业出版社2001年
[11] 周雪琴等．计算机控制系统 西北工业大学出版社1998年
[12] 陶永华等．新型PID控制及其应用(第2版) 机械工业出版社2002年
[13] 白国长等．电液位置伺服系统新的校正方法 郑州工业大学学报1998(2)
[14] 李扬等．采用虚拟仪表实现液压装置的动特性测试和仿真 机床与液压1999(3)
[15] 朱铮涛等．应用虚拟仪器技术实现液压系统状态检测 机械开发1998(4)
[16] 陈斌等．机载液压系统的主要发展趋势 航空学报1998(7)
[17] 阎杰等．电液伺服加载系统数学模型的建立及有效性分析 航空学报1998(1)
[18] 苏永清等．国内电液负载仿真台研究与发展现状 机床与液压1999(2)
[19] 葛宜远．流体传动及控制技术的新成就 液压与气动1998(2)
[20] 张奕等．电液伺服阀试验台计算机控制及自动测试系统
机床与液压2000(增刊)
[21] 宋静等．电液伺服阀CAT试验台软、硬件的研究与开发 机床与液压2000(增刊)
[22] 李笑等．电液比例复合变量泵神经网络控制的研究 机床与液压2002(5)
[23] 郭光明等．数字PID的设计与调试 机电—体化2001(4)
[24] 王晓玲等．计算机辅助测试技术在液压系统应用中的研究 太原重型机械工业学院学报1998(2)
[25] 徐造林等．液压测试台计算机辅助测试系统的研究 大连海事大学学报2000(3)
[25] 徐造林等．液压测试台计算机辅助测试系统的研究 大连海事大学学报2000(3)
[26] A.H. Taner, Vitual Instrumentation, a solution to the problem of design complexity in intelligent instruments Messurement/Control 1997(7)
[27] Scoville R.I.,Maxwell M.J., Current design/analysis tool for aircraft hydraulic system, SAE Technical Paper Series.1990
[28] Zhao Tienan, Virvalo, Tapio, Fuzzy control of a hydraulic position servo with unknow load, IEEE International Conferrence on Fuzzy System, 1993
[28] An. Burton K, Trends in hydraulic positioning systems,IEEE Conferrence Record of Annual Conferrence of Electrial Engineering Problems in Rubber and Plastic Industries,1993
[29] Sepehri N,Khayyat AA, Development of a nonlinear PI controller for accurate positioning of an industrial hydraulic manipulator,Mechatronics, 1997(8)
[30] rantawy, hussein S, Digital simulation of hydraulic position control of a robot arm, Messurement and Control 1999s(2)
[31] Huang Yuping, A control method for direct digital electro-hydraulic
servo system, Proceeding of 3rd International Symposium of Fluid Power Transmission and Control,1999