1． 系統(tǒng)概述： 為實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器壓氣機(jī)靜子調(diào)節(jié)通道的全自動(dòng)測試，提高檢測、診斷的效率與精度，選用研華工控機(jī)為硬件平臺(tái)、LabWindows CVI為軟件開發(fā)平臺(tái)，采用研華數(shù)據(jù)采集卡PCL-818L構(gòu)建系統(tǒng)，利用PCL-818L可編程控制功能 ,采集不同性質(zhì)的信號(hào) ,在獲得所需測量數(shù)據(jù)后，利用LabWindows CVI功能強(qiáng)大的圖形繪制函數(shù)庫生成轉(zhuǎn)速-電壓 （α角 ）曲線。 2． 系統(tǒng)配置： 由于PCL-818L具有數(shù)據(jù)采樣、12位ＡＤ轉(zhuǎn)換、Ｄ Ａ轉(zhuǎn)換、ＤＩＯ以及自動(dòng)對(duì)設(shè)定的通道進(jìn)行檢測和轉(zhuǎn)換采樣、計(jì)時(shí) /計(jì)數(shù)等功能 ,具有較高的性價(jià)比 ;尤其是其編程控制功能強(qiáng)大 ,在Labview Windows/CVI語言環(huán)境下可以方便的控制。因此 ,選用研華ＰＣＬ- 818Ｌ采集卡來完成數(shù)字量輸出 ,頻率量發(fā)送和模擬量測量功能。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖如圖 1所示。 3．控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1　電子控制器功能及檢查方法簡介 某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)是我現(xiàn)役第三代戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)力裝置 ,該發(fā)動(dòng)機(jī)控制采用電子液壓機(jī)械控制系統(tǒng)。其中 ,電子控制由一臺(tái)模擬式電子控制器實(shí)現(xiàn)。電子控制器主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)采集、控制程序生成以及控制信號(hào)調(diào)制輸出等功能 ,通過與液壓機(jī)械控制部件的協(xié)同工作來完成控制任務(wù)。該電子控制器按功能劃分為低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、排氣溫度、壓氣機(jī)靜子葉片角度等多個(gè)不同參數(shù)的控制通道。其中壓氣機(jī)靜子調(diào)節(jié)通道的任務(wù)是 :根據(jù)低壓轉(zhuǎn)子換算轉(zhuǎn)速ｎ1ｃｏｒ調(diào)節(jié)低壓壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)流葉片角度α1,保證低壓壓氣機(jī)喘振裕度和效率。調(diào)節(jié)規(guī)律如圖 1所示。在工作中 ,若工作線超出調(diào)整邊界通道將自鎖。ｎ1ｃｏｒ =（ 80～ 87 5） % ,調(diào)節(jié)精度為±1 5° ;ｎ1ｃｏｒ>87. 5% ,調(diào)節(jié)精度為± 0. 9°。 目前使用的檢查設(shè)備是完全手動(dòng)的 ,由于控制器在控制點(diǎn)附近對(duì)轉(zhuǎn)速非常敏感 （如圖 2所示 ） ,手動(dòng)調(diào)節(jié)比較困難 ,耗時(shí)長 ,精度低 ,而且還需手工繪制檢查曲線 ,工作量大、繁瑣。 3 .2　自動(dòng)測試系統(tǒng)頻率量輸出的實(shí)現(xiàn) 利用ＰＣＬ - 818Ｌ的Ｃｏｕｎｔｅｒｏｕｔ功能實(shí)現(xiàn)程控頻率量的輸出 ,進(jìn)行轉(zhuǎn)速模擬。雖然可以發(fā)送頻率量的板卡種類繁多 ,包括頻率量輸出專用卡、基于ＶＸＩ總線的高端儀器模塊 ,如ｈｐｅ1434任意波形發(fā)生器 ,但這些板卡在輸出頻率量時(shí)都存在一個(gè)問題 :當(dāng)頻率需要改變時(shí) ,輸出不是平滑過渡到新的頻率值 ,而是跳變到調(diào)定值 ,這相當(dāng)于在兩個(gè)頻率量之間有一個(gè)間斷 ,這個(gè)間斷會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生十分惡劣的影響 ,使測試系統(tǒng)無法正常工作。我們經(jīng)過實(shí)驗(yàn) ,發(fā)現(xiàn)ＰＣＬ - 8 18Ｌ卡卻不存在這個(gè)問題 ,它可以保證輸出信號(hào)連續(xù)變化。因此合適的硬件設(shè)備選擇也是自動(dòng)測試系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。 3.3 頻率量輸出的軟件實(shí)現(xiàn) 應(yīng)用研華采集卡靜態(tài)庫函數(shù)發(fā)送頻率可控的方波信號(hào) ,經(jīng)由硬件放大 ,即可用于模擬轉(zhuǎn)速信號(hào)。以轉(zhuǎn)速Ｎ為函數(shù)的入口參數(shù) ,頻率量發(fā)送的軟件實(shí)現(xiàn)源代碼如下: Long DHandle 818L; 定義采集卡手柄 #define DNum 818L 3 采集卡邏輯地址定義為 003 Static float N, t; 轉(zhuǎn)速變量 ,時(shí)間變量定義 PTCounterPulseStart lpCounterPulseStart N; 結(jié)構(gòu)的變量 DRVDeviceOpen（DNum 818L, &DHandle 818L）; 打開 8 18Ｌ采集卡 t=1 （29.93 N）; 轉(zhuǎn)速為 100時(shí) ,頻率為 2993Ｈｚ lpCounterPulseStartN.counter=0; 從 0開始記數(shù) lpCounterPulseStartN.period=t; 結(jié)構(gòu)變量元素定義 lpCounterPulseStartN.GateMode =0; 門檻值設(shè)為 0 DRVCounterPulseStart（DHandle 818L, &lpCounterPulseStart N）; DRVDeviceClose（&DHandle 818L）; 關(guān)閉采集卡 3.4 頻率量輸出的硬件實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)給出的頻率量信號(hào)經(jīng)光電隔離、緩沖驅(qū)動(dòng)和嵌位電路處理后送入電子控制器。具體實(shí)現(xiàn)如下 :首先將計(jì)算機(jī)所輸出的ＴＴＬ電平信號(hào)經(jīng)光電隔離電路使計(jì)算機(jī)內(nèi)部電路與電子控制器內(nèi)部電路實(shí)現(xiàn)電氣隔離 ,避免它們相互之間的干擾和工作不穩(wěn)定 ;緩沖驅(qū)動(dòng)電路的作用是增加輸往電子控制器的信號(hào)電路 ,以驅(qū)動(dòng)電子控制器內(nèi)部電路 ;由于ＰＣＬ -818Ｌ生成的頻率信號(hào)僅為正脈沖 ,需要把它變成+ 5Ｖ～ - 5Ｖ之間的方波 ,因此在驅(qū)動(dòng)電路后設(shè)置了嵌位電路 ,以適應(yīng)電子控制器轉(zhuǎn)速通道信號(hào)輸入的要求。硬件處理的原理簡圖如圖 3所示。 應(yīng)用研華ＰＣＬ - 818Ｌ采集卡的模擬量采集功能測量反饋電壓、數(shù)字量輸出功能模擬開關(guān)切換 ,實(shí)現(xiàn)的軟、硬件方法較簡單 ,不再贅述。 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 壓氣機(jī)靜子調(diào)節(jié)通道自動(dòng)檢測時(shí) ,軟件程控ＰＣＬ - 818Ｌ采集卡根據(jù)進(jìn)口導(dǎo)流葉片旋轉(zhuǎn)角被調(diào)整到不同的刻度位置 ,測量其反饋電壓值然后輸送方波信號(hào) （模擬轉(zhuǎn)速信號(hào) ） ,經(jīng)由硬件電路處理送至某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制器 ,判斷模塊根據(jù)采集模塊送來的反饋信號(hào) ,輸送轉(zhuǎn)速信號(hào)的修正量到電子控制器 ,直 至將占空比Ｓ8調(diào)整為 （ 50± 2） ,此時(shí)程序會(huì)自動(dòng)得到這一時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)并且依據(jù)測量得到的電壓和轉(zhuǎn)速這兩組參數(shù) ,作為橫縱坐標(biāo) ,調(diào)用ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ ＣＶＩ功能強(qiáng)大的繪圖函數(shù)生成轉(zhuǎn)速 -電壓 （α角 ）曲線 ,依據(jù)關(guān)系曲線是否在調(diào)整極限范圍內(nèi)判斷當(dāng)前通道狀態(tài) ,以實(shí)現(xiàn)壓氣機(jī)靜子調(diào)節(jié)通道的自動(dòng)檢測。由于在控制點(diǎn)附近轉(zhuǎn)速信號(hào)特別敏感 ,采用變步長逼近。系統(tǒng)的軟件主程序流程見圖4。實(shí)際使用表明自動(dòng)檢測較原手動(dòng)檢測效率提高 5倍以上 ,且避免了人為誤差。 3.6　測試結(jié)果的顯現(xiàn) 在應(yīng)用該自動(dòng)測試系統(tǒng)對(duì)某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器壓氣機(jī)靜子調(diào)節(jié)通道進(jìn)行檢測后 ,獲得了所需的兩組測量數(shù)據(jù)———轉(zhuǎn)速值和α1角對(duì)應(yīng)電壓值 ,即可以此生成轉(zhuǎn)速 -電壓 （α角 ）曲線來判定電子控制器壓氣機(jī)靜子調(diào)節(jié)通道當(dāng)前狀態(tài)的好壞 ,繪制曲線的程序源代碼編寫如下: VoidDrawCanas（ intpanel, intx1, inty1） 入口參數(shù)ｘ1ｙ1為轉(zhuǎn)速值和電壓值 ｛ int Top, Left, Height, Width; 局部變量定義 PointPointVal1; 點(diǎn)變量聲明 PointpointVal2; Top = 0; Left = 0; 設(shè)定繪圖范圍 Height = 291; Width =285; Color = MakeColor （100, 100, 100）; SetCtrlAttribute（panel, PANEL CANVAS, ATTRPENCOLOR, color）; SetCtrlAttribute（panel, PANEL CANVAS, ATTRPENWIDTH, 2）; pointVal1=Top + Height （120-y1） 130; pointVal2=Left+Width （x1-60） t0; CanvasDrawLine（panes, PANELCANVAS, pointVall, pointVal2）; ｝ 測試結(jié)果如圖5所示。 由于轉(zhuǎn)速 -電壓 （α角 ）曲線在調(diào)整極限范圍內(nèi) ,所以測試結(jié)果表明該臺(tái)電子控制器的壓氣機(jī)靜子調(diào)節(jié)通道狀態(tài)良好。 4　結(jié)論 本文介紹的基于ＶＩ技術(shù)構(gòu)建的某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器壓氣機(jī)靜子調(diào)節(jié)通道自動(dòng)測試系統(tǒng) ,控制精度高、測量準(zhǔn)確、人機(jī)界面友好、操作簡單方便 ;所編寫的源代碼稍作改動(dòng)就可應(yīng)用于目前流行的各種應(yīng)用軟件 ,通用性好。該系統(tǒng)具有性能價(jià)格比高 ,工作可靠等優(yōu)點(diǎn) ,有良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。