基于CompactRIO的发动机连杆疲劳试验系统研究

  作者:刘宏瑞,刘震涛 时间:2012-09-11来源:电子产品世界

  如图4所示NI CompactRIO嵌入式测控系统与PC机组成整个试验系统的上下位机结构。其中CompactRIO 9014具有较好的可靠性和实时性,可容易实现对应变、拉压负荷等信号的测量和伺服电磁阀的控制输出,各模块工作情况如下:

  1) NI 9237AD模块用于采集应变信号和连杆拉压载荷信号,其中应变片贴在连杆试件采集位置,应变信号经过应变仪直接连接到NI 9237AD模块;拉压载荷由Interface拉压传感器接入NI 9237模块。
  2) NI 9205AD模块用于采集活塞缸上下两缸压力信号,上下两缸压力信号由KISTLER压力传感器采集。
  3) NI 9263DA模块输出设定压力信号控制液压伺服阀,实现系统的非对称加载。
  4) NI 9401DI/O模块监控试验系统状态信息,包括液压系统电源开关信号,控制柜电源开关信号,液压泵站油压、温度、泄漏、液位信号,相应信号发生故障后指示灯报警。
  5) NI 9485SSR模块用于发现故障后切断相应部分的开关确保试验安全。

  3.2 软件设计

  本试验系统的软件程序是基于LabVIEW图形化编程语言的开发环境,结合CompactRIO嵌入式控制器开发完成。主要实现了液压加载的控制,试验状态的监控,数据的处理。试验系统软件功能结构图如图5所示。  

 

  3.2.1液压加载的控制

  试验系统的加载控制主要实现三个内容:自动计算连杆载荷、实现非对称正弦波加载、加载载荷的PID控制。

  3.2.1.1加载载荷的计算

  载荷的计算主要是确定连杆所受的最大压力和最大拉力,以确定非对称正弦波的正负幅值。基于2.1中对连杆受力情况的分析和连杆拉压载荷的推导计算(此处从略),可将连杆划分为小头、杆身、大头三部分计算其最大拉压载荷,代替对所有的截面的计算。简化后的计算方法如下:  

       
                       D——缸径,m(此处为近似,当知道活塞顶直径时,用活塞顶直径更加准确)

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关键词: NI LabVIEW CompactRIO

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