關(guān)鍵詞：
風洞試驗
控制系統(tǒng)
摘要：進氣道風洞試驗模型中使用電機實現(xiàn)運動機構(gòu)的調(diào)節(jié)，以往一直都使用步進電機，隨著試驗技術(shù)的進步，模型結(jié)構(gòu)越來越精細，尺寸更小的伺服電機也在模型結(jié)構(gòu)中開始應用。原有的電機控制設備只能實現(xiàn)一路或兩路的步進電機運動控制，功能單一且設備陳舊老化，因此開發(fā)一套通用性好，功能更強，使用更方便的電機運動控制系統(tǒng)。本文主要對基于Trio多軸控制器下的MOTEC步進電機、伺服電機來實現(xiàn)風洞試驗模型的應用進行概述。
一、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.1實現(xiàn)功能
(1) 可實現(xiàn)最多4路步進電機 4路伺服電機的控制。使用中8個通道獨立工作，但通道之間有時序配合，要求系統(tǒng)的視覺同步精度達到毫秒級。
(2) 界面能手動輸入運轉(zhuǎn)方向，脈沖控制量，起點，終點值等。
(3) 可進行靜態(tài)試驗，動態(tài)試驗，保存曲線，并能保存為位圖。
1.2 系統(tǒng)設計
基本配置：
控制系統(tǒng)采用Trio ME309獨立控制器，4軸模擬全閉環(huán)控制，另外4軸步進控制，模擬采集位置。各伺服步進控制器與限位信號，采集信號，電位器信號等都單獨做成航插，方便連接。上位機使用本公司通過VC開發(fā)的系統(tǒng)軟件。
二、 工作過程及試驗流程
2.1工作過程
計算機根據(jù)任務需求向控制器發(fā)送控制指令，控制器接受指令后向各路步進/伺服電機驅(qū)動器發(fā)送驅(qū)動信號，驅(qū)動器根據(jù)收到的信息驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，電機旋轉(zhuǎn)帶動運動機構(gòu)實現(xiàn)所需的部件運動。在控制過程中，安裝在電機軸或運動機構(gòu)上的反饋裝置將位置信息提供給控制器，計算機可讀取反饋信息用于計算和監(jiān)視。
2.2 試驗流程
(1)手動調(diào)試
啟動手動調(diào)試—>設置通道參數(shù)—>檢驗方向設置—>檢驗限位開關(guān)—>計算控制變量—>手動運行并檢測—>結(jié)束。
(2)穩(wěn)態(tài)試驗
啟動穩(wěn)態(tài)試驗流程—>設置流程控制參數(shù)—>運行試驗自動控制—>所有通道歸零—>系統(tǒng)初始—>等待開始（風洞流場穩(wěn)定，提供1個觸發(fā)信號并計時）—>所有通道到位置1(錄像)—>延時T(給風洞信號，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集)—>等待回應(風洞完成采集)—>所有通道到位置2(錄像)—>延時T(給風洞信號，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集)—>等待回應(風洞完成采集)-------- >所有通道到位置n(錄像)—>延時T(給風洞信號，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集)—>等待回應(風洞完成采集)—>結(jié)束(計時完成，錄像結(jié)束)。
(3)動態(tài)試驗
啟動動態(tài)試驗流程—>設置通道控制參數(shù)—>運行試驗自動控制—>所有通道歸零—>系統(tǒng)初始—>等待開始（風洞流場穩(wěn)定，提供1個觸發(fā)信號并計時）—>自動運行(按文件)—>結(jié)束(計時完成，錄像結(jié)束)。
三、控制系統(tǒng)
3.1 主要功能
(1) 讀取或保存曲線文件，并能將當前曲線保存為圖片。
(2) 可對伺服軸進行PID調(diào)節(jié)，進行參數(shù)設置。
(3) 直觀顯示各種數(shù)據(jù)，通道名稱，目標位置，實際位置，限位狀態(tài)等。
(4) 可任意選取顯示/隱藏各通道曲線。
(5) 手動調(diào)試功能：可任意通道選擇，啟停通道，起終點設置；限位常開、常閉選擇；電機旋轉(zhuǎn)方向選擇；速度/加速度/控制量的設置，全部復位，單軸復位；手動方向移動，調(diào)試參數(shù)單獨保存與讀取。
(6) 穩(wěn)態(tài)試驗功能：導入手動調(diào)試中的速度/加速度參數(shù)，自動輸入控制點數(shù)量(0~200)，可方便設置每個軸的速度加速度，控制點位置，延時等參數(shù)。采集延時設為0，當前點不進行采集，直接移動到下一點。并能將參數(shù)單獨保存與讀取。
試驗運行時，能顯示總控制點數(shù)，當前點數(shù)，當前延時，采集等的顯示。可進行啟動，暫停，繼續(xù)，停止等操作。
(7) 動態(tài)試驗功能：通過記事本編輯數(shù)據(jù)文件，格式第一數(shù)據(jù)為時間，各通道位置。數(shù)據(jù)之間通過空格區(qū)分，一行作為一組數(shù)據(jù)。軟件通過各點時間與位置自動規(guī)劃運動軌跡，保證對應時間移動到相應位置處，進行平滑運動。時間間隔必須相等，否則各點運動不平滑。
試驗運行時，能顯示錄像采集，數(shù)據(jù)采集，試驗計時等的顯示。可進行啟動，暫停，繼續(xù)，停止等操作。
3.2界面介紹
菜單及工具欄，包括文件操作，文本操作，參數(shù)設置等基本操作。
左邊參數(shù)顯示區(qū)：
實時顯示8通道名稱、反饋值、目標值、起始限位狀態(tài)、終止限位狀態(tài)。名稱，顯示手動調(diào)試中設置的通道名稱。反饋值，實時顯示測試的通道位置。目標值，顯示穩(wěn)態(tài)試驗和動態(tài)試驗時將要移動到的位置。起始/終止，顯示起始與終止限位狀態(tài)，觸發(fā)時顯示紅色，平時灰色。
曲線顏色，選擇/取消顯示8通道測試曲線顏色。
右邊曲線顯示區(qū)：
進行穩(wěn)態(tài)試驗與動態(tài)試驗時顯示選擇通道的時間與行程曲線。橫坐標為試驗時間，縱坐標顯示移動的行程。試驗前要正確設置行程與時間，否則不能完整顯示。相關(guān)設置在系統(tǒng)參數(shù)中。
3.3菜單介紹
打開文件、保存文件、保存位圖、手動調(diào)試、穩(wěn)態(tài)試驗、動態(tài)試驗、系統(tǒng)參數(shù)、退出系統(tǒng)。這些功能實現(xiàn)在功能介紹中以介紹。
四、結(jié)束語
此系統(tǒng)已成功應用，并且各項指標達到或超過客戶要求，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。軟件開發(fā)考慮周全，符合客戶要求，并且提供許多方便快捷的操作方式，菜單、按鈕、快捷鍵多種方法操作；并且顯示各種運行數(shù)據(jù)，比較直觀。
