pc機控制的自動加載系統(tǒng)

1、《 剖 控 技 術 》9 9 0年 第 0期 P C機 控 制的 自動加載 系統(tǒng) 一、 前 言 本 系統(tǒng) 是根 據(jù)我所 承 擔 飛機結 構疲 勞試 驗 的繁重 性 而研 制的 。從 設計 安裝 到現(xiàn)場 調試 完成 ， 用 了不到 一 年的 時間 。經(jīng) 所技術 質量 處認 可 ，分別 正式 在運 七 飛 機操 縱 系 統(tǒng) 和運 七 飛 機 4 3框搖 臂 支架進 行疲 勞試 驗 囤鐫 地完 成 了試驗 任務 。二 、 系統(tǒng) 的 原理 、

2、組 成 及技 術 性 能 1 ． P C機 控 制昀 自動 加蘸 系統(tǒng) 的原理 P C機 控 制的 自動加 載 系 統(tǒng)是 一 個 數(shù)模 混臺 控 制 彤 式的 加載 系統(tǒng) 。它依 靠計 算機 的高 速運算 和 邏輯 判 斷 琦能 、執(zhí) 行控 制軟 件產(chǎn) 生疲 勞試驗 所需 的載荷 譜信 號 ， 經(jīng) D／A 轉 換 器輸 出， 作 為 模 擬 閉環(huán) 控 制 回路 酏給 定截 荷信 號 ，在模 擬 c i j 環(huán) 的控制 怍用 下 ，使

3、試 件 承 受載 荷譜 的交 變載荷 ，從 而完 成飛 機結 構件 的疲 勞 =一—— < 卜 一l廠 J膩 IP C擰 刮 的 自動 加載 系統(tǒng)示 意 圖( 僅 萌 I 路 1樊 杭 發(fā) 航 空 航 天 工 業(yè) 部 第6 2 3 所 支 好 學 王 荔 試驗 由于 飛機 實際 受力 情況復 雜 ，試 驗時 加載 點往 往 是很 多的 ，要 求 自動加 載系統(tǒng) 必須 保證 各 加載點 載荷 協(xié) 調 。 在多 通道 加載 過

4、程 中， 由于系 統(tǒng)元 件 的慣性 及試 件各 點載 荷之 間 的相 互 影響 ，加 上外 部 干擾 籌因素，會 出現(xiàn) 各點 載荷 的 協(xié)調 。如 果加 載 協(xié) 調 ，方 面 西模 擬 的載 荷 不真宴 而失 去試 驗 的意 義 另一 方 面 ，這 種 冪 協(xié) 調 在 試 驗 中還 可 能 遣 啦試 件 的 提 前破 壞， 而使 試驗 前動盡 棄 。在本 系統(tǒng) 中． 首先 盡 力提 高 模 擬 閉環(huán) 的調 節(jié)精 囊， 在主 回路 放大

5、器 辛 | 可 以靈 活地 加 ^ P I D 調 節(jié) 規(guī)律 。其 次是 消除 各 點動 態(tài) 過 程 差異 而 弓 『 起 的載 荷相互 不 協(xié)調 ，在 計算 機控 制軟 件 中采用 踏步 等待 的方 法， 使各 點載荷 協(xié)調 。2 ． P C機 控 矧的 自動加 皺 系統(tǒng) 的綴成 P C機控 鑭 的 自 動 加載 系統(tǒng) 示意 圉如 圖 l 所 示 1 ) 系統(tǒng) 的硬 件設 備 系統(tǒng) 的硬 件設備 有 與 I B M- P C 兼容 的

6、 S u p e r 微 型 計算 機 系統(tǒng) ，A ／D 轉 換器 、D ／A 轉 換 器和我 們 自行研 制 的主 回路放 大器 、數(shù) 據(jù)放 大器 、保 護電路 及 有關 電源。( 1 )I B M—_ P C 兼容 機 系統(tǒng) 該機 是 日 本 生產(chǎn) 的 S u p e r 微 型 計算 機． 它有 內(nèi)存 6 4 0 k ，有 兩個 軟 盤 驅 動器 ，外 加 彩 色顯 示 器 和 8 0行 打 印機 。計算 機在 系統(tǒng) 中是 依靠控

7、 制 軟 件產(chǎn)生 疲 勞試驗 所 需 的 載 荷 譜 、并 根 據(jù) A／D 采 集 的 數(shù) 據(jù) 對系 統(tǒng) 進 行監(jiān)控 『 2 ) 主 回路 放 大器 它是 選 用高精 度低 漂 移運 放的 集成 電路 由蘭級 組 裝 而成 的 放大 器 ，其 作 用 是按 誤 差 控制 原理 而 工 作 考慮 到試 驗 的控制 對象 是變 化 的．可 在 放大 電路 中 加入 P 、p I 、P D 或 P 【 D 調 節(jié)規(guī) 律 ，滿足 試驗 釁籬要

8、維普資訊 http://www.cqvip.com 3 6《 洲 控 掛 術 》 1 9 9 0年 第 0期 3 )加 載類 型 可 以同時進 行 兩種 試件 不 同載 荷譜 或相 同載荷 譜 的疲 勞試 驗 ，也 可只 做一 個試 件 的疲 勞試 驗 。4 ) 載荷 保護 計 算機 程序 所 賦予 的極 限載荷 保護 ；計 算機 程序 所賦 予 的極 限誤差 保護 ；模 擬 電路所 控制 的 電液 保 護 ，并兼 斷 電保護 ；機 械

9、 限位保 護 ，5 ) 屏幕 顯示 功能 操 作人 員可 以通 過鍵盤 控 制兩 個試 驗任 務或 其 中一 個 任 務 的 加 載 、 保 載 或 卸 載 。也 可通 過鍵盤 隨 時觀察 試驗 過程 中各控 制通道 的加 載精 度 ， 即動態(tài)和 峰谷 點 的 給定 載荷 和試 件所 承受 的載 荷值 。6 ) 有 漢 字 提 示 的人 機 對話 功能 操作 員通 過人 機 問答 將 試 驗 所 需 的 參 數(shù) j 啻 入 計 算 機，

10、 并存 盤備 用 7 ) 可 以 打 印 當 日或 故 障時 ，以 及觀 察試驗 過程 的 加載 精度 的有 關數(shù)據(jù) ，其 中包含 試驗 的起 始時 間 8 ) 在 出現(xiàn) 故障 時 有聲 、光 報警 ，并 顯示 故 障通 道號 及故 障時 刻的給 定載 荷和 實際 載荷 值 。9 ) 可外 接多 筆記 錄儀觀 察試 驗 波形 。三 、 系統(tǒng) 調試 及 使 用情 況介 紹 1 9 8 8年 5月，P c機 控制 的 自動加載 系統(tǒng) 運進

11、試 驗現(xiàn) 場進 行調試 ，該 系統(tǒng) 配置 臺適 的傳感 器 ( 精度 要 優(yōu)于 o5 ％ ) ， 經(jīng)過 現(xiàn) 場調 試 ，整 個 系 統(tǒng)精 度在 峰 谷 點不 大于 1 ％在 峰 谷點 之外 不 大 于 4 ％ ，以 及其 他 功能都 達到 了原 來的 設計 要求 1 9 8 8年 6 月 ， 該 系 統(tǒng) 用 于運 七 飛 機 操 縱 系統(tǒng) 的 疲 勞 試驗 。此 時 正 值 高溫 季 節(jié) ， 室 溫 平 均在 2 8 ℃ 左 右 ， 有

12、時 高 達 3 1 ℃ 。在 無 空 讕 的情 況 下 ， 幾 乎每 天 圖 2 控 制軟 件流程 圖 從 早上 7 時 至 深 夜 1 2時 連 續(xù) 運轉 ， 工作 穩(wěn) 定可 靠 ，系統(tǒng) 操作 簡單 方便 ， 功能齊 全 。完 成 了運七 飛機 操縱 系統(tǒng) 的疲 勞試 驗 ， 接著 又 完 成 了運 七 飛 機 4 3 框搖 臂 支 架 的 疲 勞 試 驗 。 受 到 使 用 單 位 的 好 評 ， 并 獲 得 1 9 8 8 年 6

13、 2 3 所科技 成 果一 等獎 。四 、 結 束 語 用 P C機 控制 的 自動加 載 系統(tǒng) 做 飛機 掏件 疲 勞試 驗 ， 在我 所還 是 第一 次 ，對 于 擴大 P C機 的應 用 面做 了一些 嘗試 性 的工 作。 由于 任務 緊迫 ，我 們 的水平 有 限，加 上研 制 的周期 短 ，工 作 中有些 同題 考慮 不 周是 難 免 的，這 些都 有 待于在 使 用 中不斷 完善 。維普資訊 http://www.cqvi