虛擬儀器的空中加油吊艙聯(lián)調(diào)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

利用基于免疫粒子群優(yōu)化的自抗擾飛行控制器設(shè)計(jì)方法,進(jìn)行了無人機(jī)自主空中加油控制器設(shè)計(jì)。通過對(duì)自主空中加油各模態(tài)特點(diǎn)的分析研究,針對(duì)每一飛行模態(tài)不同的任務(wù)需求,設(shè)計(jì)多模態(tài)控制策略。利用自抗擾控制能夠自動(dòng)檢測(cè)并補(bǔ)償內(nèi)部與外部干擾的特點(diǎn),進(jìn)行多模態(tài)控制器的設(shè)計(jì),以提高控制精度與抗干擾能力。最后,用免疫粒子群優(yōu)化算法對(duì)自抗擾控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的無人機(jī)自主空中加油控制器具有較高的控制精度與抗干擾能力。

研究了對(duì)接包線內(nèi)伸縮套管的建模和控制問題。建立了大氣擾動(dòng)中的伸縮套管模型,采用h∞方法設(shè)計(jì)了伸縮套管的控制律,并進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,在該控制律作用下,伸縮套管系統(tǒng)具有良好的跟蹤能力,抗干擾性能提升了1個(gè)數(shù)量級(jí)。

利用有限元分析法建立加油機(jī)流場(chǎng)下的加油軟管動(dòng)態(tài)模型,利用該模型分析加油機(jī)不同飛行條件下的軟管-錐套平衡拖拽尾跡。利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立軟管-錐套的運(yùn)動(dòng)方程,分析軟管的氣動(dòng)載荷。對(duì)第一段軟管的運(yùn)動(dòng)施加約束建立變長(zhǎng)度的軟管-錐套模型。在matlab/simulink仿真平臺(tái)下搭建模型,分析加油機(jī)平飛、爬升、下滑狀態(tài)下的軟管-錐套動(dòng)態(tài)特性。仿真結(jié)果與國(guó)內(nèi)外公開的試飛數(shù)據(jù)相吻合,驗(yàn)證了模型的正確性。所建模型來可用于有人機(jī)空中加油訓(xùn)練模擬和無人機(jī)自主空中加油仿真等。

針對(duì)空中加油任務(wù)中無人作戰(zhàn)飛機(jī)(ucav)的位置保持問題,進(jìn)行了變質(zhì)量ucav的動(dòng)力學(xué)建模與控制律設(shè)計(jì)。綜合考慮了燃油傳輸對(duì)ucav質(zhì)量、慣性矩陣和質(zhì)心位置的影響,基于相對(duì)慣性系的狀態(tài)變量,推導(dǎo)了ucav的動(dòng)力學(xué)方程。建立了一個(gè)簡(jiǎn)單的油箱模型來模擬加油過程,設(shè)計(jì)了h∞最優(yōu)控制律來實(shí)現(xiàn)ucav的位置保持。通過非線性仿真,分析了燃油傳輸帶來的動(dòng)力學(xué)影響,仿真結(jié)果驗(yàn)證了模型的有效性和控制律的性能。

基于多剛體動(dòng)力學(xué)建立空中加油軟管-錐套在尾渦流場(chǎng)及大氣紊流下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,分析了加油機(jī)在不同飛行條件下軟管-錐套的平衡拖拽尾跡,以及大氣紊流對(duì)軟管-錐套運(yùn)動(dòng)的影響。軟管-錐套隨加油機(jī)在空中飛行時(shí)產(chǎn)生的飄擺運(yùn)動(dòng),增加了受油機(jī)安全準(zhǔn)確地對(duì)接加油錐套的難度。為了抑制軟管-錐套空中飄擺運(yùn)動(dòng),對(duì)軟管-錐套飄擺運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)了控制器。在非線性模型平衡點(diǎn)處線性化并降階得到線性增量模型,根據(jù)最優(yōu)控制原理設(shè)計(jì)了lqr控制器。仿真表明所設(shè)計(jì)的lqr控制器能有效抑制軟管-錐套的飄擺運(yùn)動(dòng),從而能夠降低空中加油對(duì)接的難度,提高空中加油的安全性。

設(shè)計(jì)了壓力開關(guān)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng),能同時(shí)實(shí)現(xiàn)5個(gè)產(chǎn)品的觸點(diǎn)接觸電阻、絕緣電阻測(cè)試,動(dòng)作壓力和恢復(fù)壓力測(cè)試。系統(tǒng)采用虛擬儀器技術(shù),構(gòu)建了以工控計(jì)算機(jī)及其板卡為硬件平臺(tái),以labview為軟件平臺(tái)的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)。采用四端鈕接法,實(shí)現(xiàn)了微電阻的測(cè)量,利用繼電器邏輯實(shí)現(xiàn)了5個(gè)產(chǎn)品多參量的自動(dòng)測(cè)試,并能根據(jù)測(cè)試結(jié)果自動(dòng)判別產(chǎn)品是否合格。結(jié)果表明,該系統(tǒng)運(yùn)行可靠,測(cè)試準(zhǔn)確度高,測(cè)試效率高。

該文提出一種基于虛擬儀器平臺(tái)的速降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,解決了傳統(tǒng)速降系統(tǒng)難以控制的缺點(diǎn)。該系統(tǒng)采用勻加速直線運(yùn)動(dòng)的策略控制步進(jìn)電機(jī),實(shí)現(xiàn)重物快速地下降或上升,并通過構(gòu)建實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。測(cè)試表明該系統(tǒng)動(dòng)作迅捷,精確性和安全性都有較好保證。

針對(duì)自主空中加油研究中軟管錐套運(yùn)動(dòng)模型過于簡(jiǎn)化,現(xiàn)有建模方法又存在成本高、計(jì)算量大、軟管長(zhǎng)度恒定等缺陷的問題,根據(jù)集中參數(shù)法原理,提出了一種長(zhǎng)度可變的多級(jí)串聯(lián)理想單擺系軟管錐套運(yùn)動(dòng)模型.同時(shí)考慮軟管收放、加油機(jī)牽連運(yùn)動(dòng)、重力、定常流、大氣擾動(dòng)、加油機(jī)尾流等內(nèi)外部因素,推導(dǎo)了迭代形式的變長(zhǎng)度軟管錐套三維運(yùn)動(dòng)方程.由擺長(zhǎng)約束導(dǎo)出了求解軟管拉力的代數(shù)線性方程組,進(jìn)而給出了模型穩(wěn)定性證明和適用條件.通過數(shù)值仿真,測(cè)試了錐套阻力、平衡位置、軟管收放等穩(wěn)態(tài)特性,分析了加油機(jī)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、尾渦流場(chǎng)對(duì)軟管錐套的動(dòng)態(tài)影響以及軟管甩鞭現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理.數(shù)值仿真結(jié)果驗(yàn)證了所建模型的有效性.

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(no：60203018) 基于虛擬儀器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)測(cè)控系統(tǒng)的研究 researchonremotemeasuringandmonitoringsystemfordatebasedonlabview (河南科技大學(xué))吳愛娟商建東 wu,aijuanshang,jiandong 摘要：虛擬儀器是測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它基于圖形化編程開發(fā)語(yǔ)言，設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)， 滿足不同的應(yīng)用要求。本文將虛擬儀器應(yīng)用于測(cè)控領(lǐng)域，提出并建立了基于虛擬儀器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)測(cè)控系統(tǒng)方 案。從應(yīng)用角度，基于labview軟件和pci-1711數(shù)據(jù)采集卡，設(shè)計(jì)完成了實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，并通過datasocket 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。 關(guān)鍵詞：虛擬儀器；pci-1711；開關(guān)量；datasocket；電動(dòng)

針對(duì)現(xiàn)有雷達(dá)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(ats)測(cè)試性驗(yàn)證困難的問題,設(shè)計(jì)了一種基于pxi總線的通用ats使用測(cè)試性驗(yàn)證系統(tǒng),詳細(xì)說明了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)以pxi嵌入式主控計(jì)算機(jī)為核心,以nilabwindows/cvi軟件編程技術(shù)為開發(fā)工具,綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù),cvi與pspice及matlab的混合編程技術(shù),標(biāo)準(zhǔn)接口及總線技術(shù)等,有效地提高了系統(tǒng)的可信性、通用型和靈活性。驗(yàn)證示例表明,該系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化程度高、適應(yīng)性強(qiáng),通過相應(yīng)適配器的開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)基于仿真的半實(shí)物通用裝備ats使用測(cè)試性驗(yàn)證,對(duì)現(xiàn)有裝備的測(cè)試性提高具有重要意義,可以促進(jìn)測(cè)試性的不斷增長(zhǎng)。

工程應(yīng)用軟件課程設(shè)計(jì) 1 基于虛擬儀器的液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)，在硬件平 臺(tái)確定之后，就可以通過設(shè)計(jì)不同的軟件，實(shí)現(xiàn)不同的儀器功能。 在設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)虛擬儀器的軟件系統(tǒng)時(shí)，需要考慮眾多因素， 如硬件需求、計(jì)算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)；軟件是否建立在開放的結(jié) 構(gòu)上，是否需要編程經(jīng)驗(yàn)？利用此軟件程序是否能在不同的計(jì)算 機(jī)平臺(tái)上移植?將來能否方便的擴(kuò)展虛擬儀器的功能。由于選用 專用的開發(fā)軟件，必須具有一定的儀器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備配合使 用。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于其應(yīng)用軟件的研 究與開發(fā)，所以在明確了系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)之后，應(yīng)該采用好的程序 開發(fā)方法，如結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法、模塊化思想、多線程以及軟件系 統(tǒng)的評(píng)價(jià)標(biāo)

針對(duì)現(xiàn)有雷達(dá)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(ats)測(cè)試性驗(yàn)證困難的問題,設(shè)計(jì)了一種基于pxi總線的通用ats使用測(cè)試性驗(yàn)證系統(tǒng),并詳細(xì)說明了系統(tǒng)的軟/硬件設(shè)計(jì)及相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù);該系統(tǒng)以pxi嵌入式主控計(jì)算機(jī)為核心,以nilabwindows/cvi標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)環(huán)境構(gòu)成虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng),綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù),pspice層次化建模及其與cvi的混合編程技術(shù),標(biāo)準(zhǔn)接口及總線技術(shù)等,有效地提高了系統(tǒng)的可信性、通用型和靈活性;驗(yàn)證示例表明,該系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化程度高、適應(yīng)性強(qiáng),通過相應(yīng)適配器的開發(fā)可以完成基于仿真的半實(shí)物通用裝備ats使用測(cè)試性驗(yàn)證,對(duì)現(xiàn)有裝備的測(cè)試性提高具有重要意義,可以促進(jìn)測(cè)試性的不斷增長(zhǎng)。

以labview2009試用版為平臺(tái),利用nivi-sionaccquisition2009和nivisiondevel-opmentmudule2009集成模塊,實(shí)現(xiàn)了車牌識(shí)別的功能,并具有算法簡(jiǎn)單,識(shí)別效果好,用戶界面良好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)[1]。1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案采用一般的130萬像素的usb攝像頭,拍攝

-1- 基于labview的虛擬電子信息類實(shí)驗(yàn) 教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究 專業(yè)（年級(jí)、班） 設(shè)計(jì)人 指導(dǎo)教師 輔導(dǎo)教師 2009年01月01日（設(shè)計(jì)結(jié)束日） -2- 摘要 傳統(tǒng)儀器下的高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)，己嚴(yán)重滯后于信息時(shí)代和工程實(shí)際的需要。滯 后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法滿足現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)所需要的速度快、實(shí)時(shí)性好、具有良好人機(jī) 界面的要求:難以實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展和資源共享。 虛擬儀器是在計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，通過軟件將計(jì)算機(jī)硬件資源與儀 器硬件有地融為一體，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析、 處理，形成既有傳統(tǒng)儀器的基本功能，又有特殊功能的新型儀器。運(yùn)用虛擬儀器 代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，不但能滿足電子信息類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，大大提高設(shè)備利用率實(shí) 現(xiàn)資源共享，降低實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本，用戶還可以根據(jù)自己需要定義儀器的新功能。 虛擬儀器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的核心是軟件的開發(fā)。

本文對(duì)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的電控方面做了深入的研究,利用虛擬儀器構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并編程實(shí)現(xiàn)控制策略。針對(duì)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn),采用變靜壓的方法控制送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到節(jié)能的目的。從工程實(shí)踐的角度出發(fā)解決了實(shí)時(shí)信號(hào)突變帶來的控制難題。

利用常規(guī)的信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字示波器等測(cè)量?jī)x器,結(jié)合計(jì)算機(jī)控制原理,從導(dǎo)納圓圖法測(cè)量換能器阻抗特性參數(shù)的原理出發(fā),基于虛擬儀器的設(shè)計(jì)方法,通過計(jì)算機(jī)控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生換能器的激勵(lì)信號(hào),經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路處理,數(shù)字示波器采集換能器工作時(shí)的電壓及電流,分析換能器的電流和電壓信號(hào)及其相位差,求出阻抗特性參數(shù)。多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,設(shè)計(jì)的系統(tǒng)基本上達(dá)到了商用儀器的測(cè)量精度,能測(cè)量換能器主要特性參數(shù),開發(fā)成本低,拓展了超聲換能器性能參數(shù)的測(cè)量方法。

介紹虛擬儀器的概念、構(gòu)成；介紹國(guó)內(nèi)外虛擬儀器在制冷空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用；最后用虛擬儀器設(shè)計(jì)了房間空調(diào)器的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。

介紹虛擬儀器的概念、構(gòu)成;介紹國(guó)內(nèi)外虛擬儀器在制冷空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用;最后用虛擬儀器設(shè)計(jì)了房間空調(diào)器的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。

利用虛擬儀器平臺(tái)強(qiáng)大的功能,在較短的時(shí)間內(nèi)可以開發(fā)出滿足各種需求的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多參數(shù)測(cè)試要求的儀器。介紹了基于虛擬儀器平臺(tái)的多通道示波器的開發(fā)設(shè)計(jì)過程,包括數(shù)據(jù)采集卡的選擇、計(jì)算機(jī)的配置、儀器界面的設(shè)計(jì)、信號(hào)調(diào)理與外觸發(fā)電路設(shè)計(jì)、打印設(shè)備的選擇等。該儀器已經(jīng)在燃料電池汽車用dc／dc變換器的測(cè)試工作中投入使用,在精度、直觀性和易用性等方面都獲得了很好的效果。

介紹了組件技術(shù)及虛擬儀器軟件系統(tǒng),討論了虛擬儀器控制面板的一般要求,并結(jié)合實(shí)例分析了虛擬儀器控制面板的組件化設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的方法

介紹的系統(tǒng)是據(jù)國(guó)家商檢以及日本農(nóng)林水產(chǎn)省的要求的haccp溫度關(guān)鍵測(cè)控點(diǎn)設(shè)計(jì)的,它是基于plc不僅能夠準(zhǔn)確地對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸柜工作動(dòng)態(tài)的全面控制,而且能夠?qū)崿F(xiàn)工序狀態(tài)指示的新穎測(cè)控系統(tǒng)方案。其中測(cè)控系統(tǒng)由檢測(cè)、控制和顯示三大部分組成,并給出了plc的程序流程圖、設(shè)計(jì)梯形圖及蒸柜實(shí)驗(yàn)溫度分布表,通過實(shí)驗(yàn)說明該系統(tǒng)控制的蒸柜溫度分布均勻。

硬件構(gòu)件是一種開發(fā)嵌入式硬件系統(tǒng)的新方法,它利用具有重用性的硬件功能模塊,大大簡(jiǎn)化嵌入式系統(tǒng)的硬件開發(fā)過程,有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用新興的硬件構(gòu)件思想設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種虛擬儀器硬件平臺(tái),包括功能模塊、主控模塊和通信模塊,可實(shí)現(xiàn)示波器、波形發(fā)生器等功能。在底層驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)中,提出了一種可應(yīng)用在小型操作系統(tǒng)上的硬件抽象層設(shè)計(jì)方案,能"無縫"連接不同功能模塊,實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)良好的擴(kuò)展性和可移植性。