簡(jiǎn)介
2010年8月，我們首次成功地在獵戶(hù)座GTA上進(jìn)行了結構測試。此項1.05大氣壓下的耐壓測試需要以下三個(gè)分布式系統共同運作完成：
G Systems 使用NI軟硬件組件開(kāi)發(fā)各個(gè)系統，幫助我們縮短開(kāi)發(fā)周期，保持高級功能。 圖1顯示了各個(gè)系統部件之間的關(guān)系。
圖1. 系統架構概覽
圖2.耐壓測試中的獵戶(hù)座載人艙艙
增壓和排氣(P&V)系統
在測試過(guò)程中精確地控制載人艙的內部壓力的P&V系統，擁有高壓氣瓶的便攜式運載，能在加壓過(guò)程中提供氣體。
圖3.增壓和排氣(P&V)系統
該系統在CompactRIO旁擁有一個(gè)控制單元。 它同時(shí)控制壓力和監視關(guān)鍵故障或警報。 我們選擇可信賴(lài)的CompactRIO和LabVIEW實(shí)時(shí)模塊控制著(zhù)這一關(guān)鍵進(jìn)程。 觸屏“磚頭電腦”在可拆卸掛式組成結構中提供了一個(gè)LabVIEW的圖形用戶(hù)界面，操作員因此可在一個(gè)安全的地點(diǎn)控制加壓過(guò)程。
數據采集系統
DAS收集參數數據，主要用于應變測量。 DAS的核心由PXI和 LabVIEW實(shí)時(shí)系統組成，可在1800多條信道內收集同步數據。 此外，DAS還可以同步計算數千條用戶(hù)定義的虛擬通道，并同時(shí)監控可能會(huì )導致測試關(guān)閉的警報和限制程度。 四核PXI實(shí)時(shí)控制器，優(yōu)化執行每個(gè)處理器上的特定循環(huán)，以維持確定性的性能，并行執行所有活動(dòng)。
DAS將數據記錄至技術(shù)數據管理流（TDMS）文件，然后再轉移至DDS文件服務(wù)器。 在測試過(guò)程中，所有的數據都通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸至用戶(hù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)查看。 圖4顯示了DAS設備機架、7個(gè)SCXI機箱其中一個(gè)的內部情況和用于系統設置和控制的配置圖形用戶(hù)界面。
圖4.數據采集系統
我們使用DAS控制計算機，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接編程更改系統配置并定義計算信道、警報和限制。 DAS還包括堅固的電纜和接線(xiàn)板，使用軍用標準的圓形連接器，以確保信號連接穩定。
過(guò)去我們在保持高通道數系統校準上遇到了難題，因此，我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)核查系統，供操作員將電纜連接到42個(gè)前面板連接器上，并自動(dòng)運行每個(gè)連接器通道上的校準驗證程序。 校準系統通過(guò)源測量單元和交換數字萬(wàn)用表檢查應變模塊激勵源、感應線(xiàn)，并在每次測試前確認這些線(xiàn)在可接受范圍內。
數據分布系統
DDS實(shí)時(shí)收集、同步、呈現數千條數據通道并發(fā)布回放。 DDS不僅呈現P&V和DAS中的數據，而且還有監察測試進(jìn)展的32個(gè)IP攝像機和8個(gè)麥克風(fēng)中的數據。 圖5顯示了整個(gè)系統的分布式性質(zhì)和DDS收集的數據來(lái)源。
圖5.網(wǎng)絡(luò )基礎設施
6個(gè)或更多的測試觀(guān)察者使用LabVIEW圖形用戶(hù)界面來(lái)觀(guān)察測試進(jìn)程或檢索過(guò)去的測試數據。 在任何時(shí)候，我們都可以查看測試進(jìn)程中的實(shí)時(shí)數據和緩沖的實(shí)時(shí)數據，或從過(guò)去的測試中讀取數據。 DDS包括兩個(gè)用于記錄和傳輸視頻通道的專(zhuān)用視頻服務(wù)器，以及將模擬音頻轉換成基于IP數據流的編碼器，可實(shí)時(shí)應用或傳回至MP3格式。 專(zhuān)用服務(wù)器，同時(shí)也是測試網(wǎng)絡(luò )的域控制器，在TDMS文檔中存儲了測試配置和參數數據。
測試觀(guān)察員可以使用系統來(lái)定義他們的多屏圖形用戶(hù)界面，其中的表格、圖表和視頻窗口大小和位置可供選擇。 他們可以保存并在今后調用這些配置，來(lái)重新創(chuàng )建相同的數據通道集合和顯示。 LabVIEW圖形用戶(hù)界面可在任何Windows筆記本電腦上運行，也可在專(zhuān)用的客戶(hù)端機器上運行，這些大型、壁掛式多媒體顯示器顯示圖形用戶(hù)界面，用于群體觀(guān)察或展示。 圖6顯示了DDS服務(wù)器機架和可配置的圖形用戶(hù)界面。
圖6.數據采集系統
使用圖形化系統設計方案的益處
這三個(gè)系統體現了NI軟硬件在極短的開(kāi)發(fā)時(shí)間內顯示出的強大功能。 這些系統在以下方面體現了NI產(chǎn)品的優(yōu)勢：
結論
這三個(gè)系統都提出了各自的工程挑戰 - 機械、電氣和軟件。 憑借NI產(chǎn)品，G Systems在6個(gè)月的時(shí)間完成了這些集成系統，并且為首次成功的獵戶(hù)座乘員艙結構測試提供了穩定性和可靠性。
