• 洛克希德馬丁利用LabVIEW實時模塊縮減F-35聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機的測試成本與時間
    美國國家儀器(NI)
          "通過LabVIEW實時模塊,可以在各種操作情況下獲得采集空氣壓力數(shù)據(jù)及向風(fēng)洞提供反饋控制信號所需的確定性響應(yīng)時間。"
    - Dave Scheibenhoffer, G Systems
    挑戰(zhàn):
          用一個可采集、分析和存儲來自下一代噴氣式戰(zhàn)斗機引擎設(shè)計的動態(tài)壓力數(shù)據(jù)的系統(tǒng),來替換洛克希德馬丁航空公司的一個專用的基于VME的DSP 系統(tǒng)。 
          便攜式數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)(PDDAS)使用了LabVIEW實時模塊和PXI,以控制風(fēng)洞測試和采集記錄來自128個不同通道的空氣壓力數(shù)據(jù)
    解決方案:
          利用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的、現(xiàn)成可用的技術(shù),其中包括PXI、MXI、UDP 和RAID,以及LabVIEW實時模塊,創(chuàng)建一個滿足嚴(yán)格技術(shù)要求的、緊密集成的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。
    作者:
    Dave Scheibenhoffer - G Systems
    Michael Fortenberry - G Systems
    顯著縮短測試周期
          在G 系統(tǒng)有限公司,我們利用不到四個月的時間,完成了從基于VME 的設(shè)備到一個更為健壯、緊湊和可靠的數(shù)據(jù)采集與實時控制系統(tǒng)的升級。現(xiàn)在,洛克希德馬丁公司的工程師們可以在實現(xiàn)其通道數(shù)翻番的同時,以比其先前的VME設(shè)備提高10 倍的速度配置其基于PXI 的系統(tǒng)。而且,便攜式數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)(PDDAS)使測試周期從2 秒降至50 毫秒,所有這些費用都比僅僅升級基于VME的測試系統(tǒng)的一部分所需的成本要低。
          對噴氣式引擎的設(shè)計改進需要引擎工作參數(shù)的精確表征。為完成此項工作,設(shè)計工程師們檢視了噴氣式引擎的空氣壓力分布,以觀測在引擎渦輪入口處的氣流模式扭曲。為采集這一數(shù)據(jù),需要一個關(guān)于飛行器的精確擴展模型和一個接近音速的風(fēng)洞來模擬實際工作條件。
    洛克希德馬丁德公司的工程師們采用F-35 聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機測試中的設(shè)備擴展模型。由于已經(jīng)確認(rèn)其先前基于VME 的測試系統(tǒng)難以配置和升級,洛克希德馬丁德公司的工程師們委托我們開發(fā)新型PDDAS 系統(tǒng),以控制和采集來自其風(fēng)洞測試的數(shù)據(jù)。
          PDDAS包含基于兩個PXI 機箱的128個通道同時進行動態(tài)壓力測量的采樣,共配有16個NI PXI-4472動態(tài)信號采集模塊。初看之下,兩個機箱似乎讓系統(tǒng)太復(fù)雜,顯得多余;然而,通過利用NI MXI 光纖拓展連接這兩個機箱,并沒有引入額外的復(fù)雜度。MXI 總線基本作為一個PCI橋連接第二個機箱。從軟件的觀點來看,第二個機箱內(nèi)的板卡看似位于第一個機箱。PXI的采用還提供了以頗有競爭力的成本獲得足夠高的數(shù)據(jù)傳輸速率(132MB/s),以供后續(xù)擴展。
          PDDAS還包含有NI SCXI-1520,它連接至一個面向張力測量信號調(diào)理的全橋庫利特壓力傳感器。利用LabVIEW 實時模塊,我們可以實現(xiàn)確定性的響應(yīng)時間,這對于采集空氣壓力數(shù)據(jù)和提供回饋至風(fēng)洞的控制信號以改變工作條件都是必要的。
    反射內(nèi)存
          利用PXI 架構(gòu),我們可以處理PDDAS 系統(tǒng)中采集的大量數(shù)據(jù),而LabVIEW實時模塊處理所謂的“嗡嗡”計算(每50毫秒近450000次浮點計算),它搜尋引擎入氣口內(nèi)的一個諧振條件。在某些操作參數(shù)下,進入入氣口的氣流可能會同相。如果允許達到完全諧振,所產(chǎn)生的作用力可能會損害引擎。為杜絕這一現(xiàn)象,PDDAS 系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測接近嗡嗡的條件,并反饋至風(fēng)洞控制系統(tǒng)以根據(jù)需要改變風(fēng)洞的操作參數(shù)。
          考慮到大數(shù)據(jù)量及高計算強度,嵌入式PXI-8176 Pentium 控制器沒有足夠的剩余帶寬將采集到的數(shù)據(jù)保存到磁盤。為了解決這個問題,我們在PXI 機箱中安裝了VMIC映射內(nèi)存卡。NI 提供LabVIEW實時驅(qū)動來支持映射內(nèi)存卡的安裝與配置。在該方案中,我們將采集數(shù)據(jù)映射到運行Windows 2000系統(tǒng)的Pentium主工作站上。工作站采用成熟的商用光纖通道卡及驅(qū)動,作為輔助任務(wù)將數(shù)據(jù)寫入獨立磁盤冗余陣列(RAID)。映射存儲提供簡單優(yōu)越的解決方案,消除了系統(tǒng)潛在的瓶頸。
    系統(tǒng)通信
          因為PDDAS系統(tǒng)被應(yīng)用于全國多個風(fēng)洞中,所以Lockheed Martin的工程師需要找到一個普適的可向每個風(fēng)洞控制系統(tǒng)提供實時反饋的機械裝置。因此我們在應(yīng)用中采用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)。盡管UDP協(xié)議并不是一個確定性協(xié)議,但它適用于每個風(fēng)洞設(shè)備。通過謹(jǐn)慎選取LabVIEW 任務(wù)屬性,PDDAS 能夠以50 ms 的固定傳輸率發(fā)送UDP 包。
     
     
    網(wǎng)站首頁  |  關(guān)于我們  |  聯(lián)系我們  |  廣告服務(wù)  |  版權(quán)隱私  |  友情鏈接  |  站點導(dǎo)航