NI協(xié)助開發(fā)太空探索飛行器

　　-DaveBaker,GSystems

　　挑戰(zhàn):

　　在6個(gè)月的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出三個(gè)測試系統(tǒng)，運(yùn)用于獵戶座載人探索飛行器的結(jié)構(gòu)測試。

　　解決方案:

　　使用并行開發(fā)和現(xiàn)成即用的NI軟硬件工具，如NILabVIEW和PXI、SCXI和CompactRIO硬件，快速設(shè)計(jì)出這三個(gè)系統(tǒng)。

　　作者:

　　DaveBaker-GSystems

　　簡介

　　首次成功地在獵戶座GTA上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)測試。此項(xiàng)1.05大氣壓下的耐壓測試需要以下三個(gè)分布式系統(tǒng)共同運(yùn)作完成：

　　·增壓和排氣(P&V)系統(tǒng)，用于自動(dòng)控制載人艙內(nèi)壓力

　　·數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS），用于結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、虛擬通道實(shí)時(shí)計(jì)算以及限制和警報(bào)分析

　　·數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)（DDS），用于實(shí)時(shí)和測試后分布同步參數(shù)、視頻和音頻數(shù)據(jù)以測試控制器和數(shù)據(jù)客戶端

　　GSystems使用NI軟硬件組件開發(fā)各個(gè)系統(tǒng)，幫助我們縮短開發(fā)周期，保持高級功能。圖1顯示了各個(gè)系統(tǒng)部件之間的關(guān)系。

　　
圖1.系統(tǒng)架構(gòu)概覽

　　圖2.耐壓測試中的獵戶座載人艙艙

　　增壓和排氣(P&V)系統(tǒng)

　　在測試過程中精確地控制載人艙的內(nèi)部壓力的P&V系統(tǒng)，擁有高壓氣瓶的便攜式運(yùn)載，能在加壓過程中提供氣體。

　　
圖3.增壓和排氣(P&V)系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)在CompactRIO旁擁有一個(gè)控制單元。它同時(shí)控制壓力和監(jiān)視關(guān)鍵故障或警報(bào)。我們選擇可信賴的CompactRIO和LabVIEW實(shí)時(shí)模塊控制著這一關(guān)鍵進(jìn)程。觸屏“磚頭電腦”在可拆卸掛式組成結(jié)構(gòu)中提供了一個(gè)LabVIEW的圖形用戶界面，操作員因此可在一個(gè)安全的地點(diǎn)控制加壓過程。

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　DAS收集參數(shù)數(shù)據(jù)，主要用于應(yīng)變測量。DAS的核心由PXI和LabVIEW實(shí)時(shí)系統(tǒng)組成，可在1800多條信道內(nèi)收集同步數(shù)據(jù)。此外，DAS還可以同步計(jì)算數(shù)千條用戶定義的虛擬通道，并同時(shí)監(jiān)控可能會(huì)導(dǎo)致測試關(guān)閉的警報(bào)和限制程度。四核PXI實(shí)時(shí)控制器，優(yōu)化執(zhí)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(zhí)行所有活動(dòng)。

　　DAS將數(shù)據(jù)記錄至技術(shù)數(shù)據(jù)管理流（TDMS）文件，然后再轉(zhuǎn)移至DDS文件服務(wù)器。在測試過程中，所有的數(shù)據(jù)都通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至用戶，進(jìn)行實(shí)時(shí)查看。圖4顯示了DAS設(shè)備機(jī)架、7個(gè)SCXI機(jī)箱其中一個(gè)的內(nèi)部情況和用于系統(tǒng)設(shè)置和控制的配置圖形用戶界面。