NI結(jié)構(gòu)測試解決方案和技術(shù)

可靠的、確定性控制施加刺激

高性能同步控制對于靜態(tài)和疲勞結(jié)構(gòu)測試至關(guān)重要。對于許多情況，疲勞測試所用的輸入刺激與儀器同樣重要。為此，需要用確定性實(shí)時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定、不間斷地重復(fù)相同的載荷型式達(dá)數(shù)百萬次。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，通常向液壓控制閥(稱為伺服閥)發(fā)出一個(gè)刺激信號(hào)，調(diào)節(jié)液壓作動(dòng)器向結(jié)構(gòu)施加作用力。系統(tǒng)測量并反饋此力，以建立一個(gè)控制環(huán)路。此環(huán)可以在包含儀器的確定性系統(tǒng)上，或者先進(jìn)的數(shù)字式伺服閥上運(yùn)行。

為了滿足這些需要，國家儀器推出一種新型工業(yè)控制器，稱為可編程自動(dòng)化控制器(PAC)。PAC集傳統(tǒng)可編程邏輯控制器(PLC)的功能與基于PC機(jī)的控制系統(tǒng)于一身。

圖4. CompactRIO系統(tǒng)實(shí)例

NI PAC基于高度可靠的、堅(jiān)固的平臺(tái)，例如NI CompactRIO和PXI。這些模塊化平臺(tái)提供了高級(jí)分析與信號(hào)處理功能，能夠在Windows等標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)上運(yùn)行，或者在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上運(yùn)行以獲得更高的可靠性和確定性，或者現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)以獲得最高的性能。利用FPGA，用戶可以運(yùn)行控制算法、進(jìn)行分析，以及在芯片層次上做出決策，對結(jié)構(gòu)測試進(jìn)行最高的性能控制。盡管功能強(qiáng)大，然而用戶仍然能夠使用圖形開發(fā)環(huán)境LabVIEW輕松地對這些設(shè)備進(jìn)行編程。LabVIEW簡化了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和FPGA的復(fù)雜度，同時(shí)提供拖放控制算法，使用戶能夠?qū)Ｗ⒂诮Y(jié)構(gòu)專家經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)域。[pagebreak]

圖形開發(fā)環(huán)境

成千上萬的工程師使用LabVIEW圖形編程環(huán)境來開發(fā)復(fù)雜的測試和控制系統(tǒng)，使用類似于流程圖的直觀圖形標(biāo)記和線條進(jìn)行結(jié)構(gòu)測試。LabVIEW實(shí)現(xiàn)了與數(shù)千種硬件設(shè)備的無縫集成，例如使用CAN和EtherCAT等現(xiàn)場總線的數(shù)字式液壓伺服閥。LabVIEW提供數(shù)百種內(nèi)置庫用于疲勞及模態(tài)測試的高級(jí)分析和可視化。LabVIEW平臺(tái)可以針對多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)縮以滿足結(jié)構(gòu)需要，從運(yùn)行Windows的筆記本電腦到運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的PXI試驗(yàn)臺(tái)到使用CompactRIO和FPGA的液壓控制系統(tǒng)。LabVIEW的靈活性使其特別適合于高級(jí)結(jié)構(gòu)測試。

圖5. LabVIEW圖形編程

LabVIEW對結(jié)構(gòu)測試的益處：

快速編程 - 通過拖放圖形功能塊創(chuàng)建類似流程圖的圖形表示來進(jìn)行編程

硬件集成 - 將任意儀器或傳感器與內(nèi)置庫和驅(qū)動(dòng)程序相連接

多個(gè)目標(biāo) - 開發(fā)并重新使用Windows、Mac、Linux、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和FPGA代碼

多個(gè)編程架構(gòu) - 集成基于文本的代碼或其他計(jì)算模型

專業(yè)用戶界面 - 使用數(shù)百個(gè)拖放控件和圖形實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)的交互

基于配置的實(shí)時(shí)測試和仿真軟件

通過為實(shí)時(shí)測試和仿真功能添加基于配置的閉環(huán)控制和刺激能力，NI VeriStand簡化了實(shí)時(shí)目標(biāo)的編程。另外，NI VeriStand還與硬件集成，以提供確定性I/O。NI VeriStand非常適合能夠用來構(gòu)造靜態(tài)及疲勞測試和控制系統(tǒng)的開箱即用軟件架構(gòu)。

圖6. NI VeriStand實(shí)時(shí)測試和仿真軟件