现场总线技术在FL8风洞测控系统中的设计与研究

摘要

为了进一步提升 FL-8风洞的试验能力、技术水平，用以配合不断发展的航空、航天装备的研发要求，FL-8风洞对现有测控系统进行改造。改造后的测控系统通过现场总线的方式将整个控制系统的各个节点联接起来，其中结合了 CAN总线技术、MODBUS总线技术、VXI总线技术。同时，完成了 FL-8风洞模型姿态控制系统，动力控制系统，多功能数据采集系统的研制。 本文设计并实现了一整套布局合理、技术先进、使用简单、功能完整、监控方法齐全、维护和扩展方便，且能全面满足 FL-8风洞所有试验（集静、动态试验于一体）要求的，高效的测控系统。主要研究内容为： 首先，在参考国内外文献和对 FL-8风洞的试验能力、技术水平等特点详细分析的基础上，归纳了 FL-8风洞目前的技术不足，制定了此次改造的目标及技术改造的总体设计方案。 其次，针对 FL-8风洞现场的试验工况，说明了采用现场总线技术的优势，并详细分析、研究了测控系统中使用的CAN总线技术、MODBUS总线技术、VXI总线技术,并从工程应用角度提出了实施方案。 再次，根据 FL-8风洞测控系统的特征和性能要求，分析了采集系统、动力系统、模型姿态控制系统的现状，应用现场总线技术将各系统互联，并通过对在线校准、分频电路、变频控制等方面的研究，确定了各自的设计方案并完成研制。 最后，FL-8风洞新测控系统经过标模试验检验，试验数据精度可达到国内同行业先进水平，试验数据可靠性及抗干扰能力都很高。数据采集系统具有非常好的可扩展性，满足当前及未来一段时期内风洞试验技术提高的需求。改造结果证明，新系统提高了风洞运行自动化水平和风洞试验效率、加快了试验技术设备更新速度，缩减了风洞运行维护成本。这对提高我国航空科学技术水平有着极大地推动作用。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 风洞概述

1.2 课题背景

1.3 研制目标

1.4 国内外风洞发展现状

1.5 本课题研究内容

第2章 FL8风洞测控系统总体设计

2.1 测控系统概述

2.2 数据采集与动力系统

2.3 姿态角控制系统

2.4 软件设计

2.5 现场总线

2.6 本章小结

第3章 FL8风洞采集与动力系统设计

3.1 FL8风洞采集系统

3.2 FL8风洞动力系统

第4章 FL8风洞姿态角控制系统设计与试验

4.1 FL8风洞姿态角控制系统概述

4.2 FL8风洞尾撑攻角控制系统设计

4.3 FL8风洞尾撑侧滑角控制系统设计

4.4 FL8风洞腹撑系统设计

4.5 FL8风洞动导数控制系统设计

4.6 FL8风洞标模试验验证

4.7 本章小结

第5章 现场总线在FL8风洞中的应用

5.1 现场总线概述

5.2 FL8风洞测控系统现场总线的应用

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

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