基于CompactRIO的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)研究

　　如圖4所示NI CompactRIO嵌入式測(cè)控系統(tǒng)與PC機(jī)組成整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的上下位機(jī)結(jié)構(gòu)。其中CompactRIO 9014具有較好的可靠性和實(shí)時(shí)性,可容易實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變、拉壓負(fù)荷等信號(hào)的測(cè)量和伺服電磁閥的控制輸出，各模塊工作情況如下：

　　1) NI 9237AD模塊用于采集應(yīng)變信號(hào)和連桿拉壓載荷信號(hào)，其中應(yīng)變片貼在連桿試件采集位置，應(yīng)變信號(hào)經(jīng)過(guò)應(yīng)變儀直接連接到NI 9237AD模塊;拉壓載荷由Interface拉壓傳感器接入NI 9237模塊。
　　2) NI 9205AD模塊用于采集活塞缸上下兩缸壓力信號(hào)，上下兩缸壓力信號(hào)由KISTLER壓力傳感器采集。
　　3) NI 9263DA模塊輸出設(shè)定壓力信號(hào)控制液壓伺服閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的非對(duì)稱加載。
　　4) NI 9401DI/O模塊監(jiān)控試驗(yàn)系統(tǒng)狀態(tài)信息，包括液壓系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制柜電源開(kāi)關(guān)信號(hào)，液壓泵站油壓、溫度、泄漏、液位信號(hào)，相應(yīng)信號(hào)發(fā)生故障后指示燈報(bào)警。
　　5) NI 9485SSR模塊用于發(fā)現(xiàn)故障后切斷相應(yīng)部分的開(kāi)關(guān)確保試驗(yàn)安全。

　　3.2 軟件設(shè)計(jì)

　　本試驗(yàn)系統(tǒng)的軟件程序是基于LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境，結(jié)合CompactRIO嵌入式控制器開(kāi)發(fā)完成。主要實(shí)現(xiàn)了液壓加載的控制，試驗(yàn)狀態(tài)的監(jiān)控，數(shù)據(jù)的處理。試驗(yàn)系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)圖如圖5所示?！　?/p>

　　3.2.1液壓加載的控制

　　試驗(yàn)系統(tǒng)的加載控制主要實(shí)現(xiàn)三個(gè)內(nèi)容：自動(dòng)計(jì)算連桿載荷、實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱正弦波加載、加載載荷的PID控制。

　　3.2.1.1加載載荷的計(jì)算

　　載荷的計(jì)算主要是確定連桿所受的最大壓力和最大拉力，以確定非對(duì)稱正弦波的正負(fù)幅值。基于2.1中對(duì)連桿受力情況的分析和連桿拉壓載荷的推導(dǎo)計(jì)算(此處從略)，可將連桿劃分為小頭、桿身、大頭三部分計(jì)算其最大拉壓載荷，代替對(duì)所有的截面的計(jì)算。簡(jiǎn)化后的計(jì)算方法如下：　　

       
                     　　D——缸徑，m(此處為近似，當(dāng)知道活塞頂直徑時(shí)，用活塞頂直徑更加準(zhǔn)確)