风洞测控系统 01
WIND TUNNEL

风洞测控系统

对于低速风洞而言,主要包括风洞洞体,风扇、电机及其变频调速动力系统,试验段测量装置及机构(包括:转盘、天平、移测架、压力及温度传感器等)以及数据采集系统等。

动力通过稳速压功能,实现在给定速压条件下,系统采集试验环境参数,根据模型阻塞度变化,自动调节风扇电机转速,保证收缩段入出口静压差恒定,从而间接控制试验段速压。为了解决大延时的问题,采用了特殊的调节算法,使最高可以达到 0.2% 的速压控制精度。

试验的数据主要包括天平信号、温度、压力、振动、位移等。数据采集系统选择 PXI 总线系统,配置动态及静态数据采集模块,通过上位机编程,完成动力系统监控、姿态监控软件、风洞运行管理、数据采集和处理。

PXI 总线 0.2% 速压精度 自研调节算法
航空发电机测试 02
GENERATOR TEST

航空发电机测试

航空发电机为机载设备供电,是航空器正常工作的重要保证。其测试内容包括加、卸载试验,老化试验及加减速试验等,完成对不同工况下的发电电压、电流波形进行记录分析。

这类试验台架包含拖动试件工作的传动设备,电量采集分析板卡以及试件负载的模拟装置。目前载荷大多采用电阻、电感、电容模拟,通过接触器的开闭控制负载的组合功率及功率因数。同时我们也提供回馈式解决方案,能够以单位功率因数并网,将负载能量回馈电网循环利用,从而降低了试验功耗,并能够模拟各种功率因数负载情况,实现对被测发电机带载性能的全方位测试。

我们采用现代测控技术,改造了多套美国进口的航空发电机测试台(如 K938),低成本地延续了老设备的生命周期。

回馈式负载 进口设备改造 多工况模拟
载人离心机 03
HUMAN CENTRIFUGE

载人离心机

载人离心是在地面上模拟飞行器飞行时产生的加速度的设备,通过主电机及轴电机的旋转,为被试对象提供径向过载、俯仰、滚翻的模拟环境,考察被试对象在不同过载或过载变化率状态下的生理变化及耐受能力。

为了保证安全性,系统设置了双 CPU 冗余的独立安全系统,通过监测大臂、仪器仓、座舱等位置应变、温度、刹车、急停等信息,实施全系统的安全保护。

为了满足最苛刻的动态模拟,需要驱动系统能够提供瞬时 2 倍电机额定电流的过载能力,并通过闭环算法的优化,以保证系统的优异动态品质。各姿态轴的位置采用大功率伺服电机驱动。其位置指令来自 Simotion D 对上位机综合指令的解算,通过以太网传递给伺服驱动器,由其配合大臂主驱动完成俯仰、滚翻的动作。

双 CPU 冗余 2× 过载能力 Simotion D
直升机中尾减速器试验台 04
TAIL ROTOR GEARBOX

直升机中尾减速器试验台

直升机中尾减速器将发动机输出的功率传递给尾桨。通过台架试验,可以获得试件的机械特性、润滑特性、温度特性,从而对其性能及可靠性做出评价。

这类试验台采用功率封闭试验这种基本形态。交流电源经整流后形成直流母线,驱动逆变器将其逆变成交流后给驱动电机供电,由驱动电机驱动试件旋转。加载电机由其逆变器调节载荷的大小,工作在发电状态,其发出的电能回馈至直流母线。这样就形成了能量循环,真正从电网获取的能量远小于被试件传递的功率,只需要考虑整个系统的损耗及动态试验工况所需要的加减速能量。

整个系统除了上述主传动规划以外,可能还需提供控制系统、测量系统及轴向、径向力加载。基于测控一体化的原则,上述各系统通过网络连接,并采用上位机完成人机交互和数据分析。

功率封闭 测控一体化 多轴加载
航空航天领域代表性项目下表汇总本行业典型案例的系统构成与关键指标。
项目 系统构成与方案 关键指标 / 实施结果
风洞测控系统 风扇电机变频调速动力系统、稳速压控制、试验段测量装置(转盘、天平、移测架、压力与温度传感器)、PXI 总线数据采集 速压控制精度最高 0.2%;采集信号含天平、温度、压力、振动、位移
航空发电机测试 加卸载试验、老化试验、加减速试验,发电电压与电流波形记录分析 回馈式负载方案;完成多套美国进口 K938 测试台国产化改造
载人离心机 主电机与轴电机驱动,径向过载、俯仰、滚翻模拟;Simotion D 解算 + 以太网伺服 双 CPU 冗余独立安全系统;瞬时 2 倍额定电流过载能力
直升机中尾减速器试验台 功率封闭试验方案,机械特性、润滑特性、温度特性综合评价,轴向/径向力加载 测控一体化网络架构,上位机完成人机交互与数据分析

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