基于CompactRIO的發(fā)動(dòng)機連桿疲勞試驗系統研究

　　如圖4所示NI CompactRIO嵌入式測控系統與PC機組成整個(gè)試驗系統的上下位機結構。其中CompactRIO 9014具有較好的可靠性和實(shí)時(shí)性,可容易實(shí)現對應變、拉壓負荷等信號的測量和伺服電磁閥的控制輸出，各模塊工作情況如下：

　　1) NI 9237AD模塊用于采集應變信號和連桿拉壓載荷信號，其中應變片貼在連桿試件采集位置，應變信號經(jīng)過(guò)應變儀直接連接到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，上下兩缸壓力信號由KISTLER壓力傳感器采集。
　　3) NI 9263DA模塊輸出設定壓力信號控制液壓伺服閥，實(shí)現系統的非對稱(chēng)加載。
　　4) NI 9401DI/O模塊監控試驗系統狀態(tài)信息，包括液壓系統電源開(kāi)關(guān)信號，控制柜電源開(kāi)關(guān)信號，液壓泵站油壓、溫度、泄漏、液位信號，相應信號發(fā)生故障后指示燈報警。
　　5) NI 9485SSR模塊用于發(fā)現故障后切斷相應部分的開(kāi)關(guān)確保試驗安全。

　　3.2 軟件設計

　　本試驗系統的軟件程序是基于LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境，結合CompactRIO嵌入式控制器開(kāi)發(fā)完成。主要實(shí)現了液壓加載的控制，試驗狀態(tài)的監控，數據的處理。試驗系統軟件功能結構圖如圖5所示?！　?/p>

　　3.2.1液壓加載的控制

　　試驗系統的加載控制主要實(shí)現三個(gè)內容：自動(dòng)計算連桿載荷、實(shí)現非對稱(chēng)正弦波加載、加載載荷的PID控制。

　　3.2.1.1加載載荷的計算

　　載荷的計算主要是確定連桿所受的最大壓力和最大拉力，以確定非對稱(chēng)正弦波的正負幅值?；?.1中對連桿受力情況的分析和連桿拉壓載荷的推導計算(此處從略)，可將連桿劃分為小頭、桿身、大頭三部分計算其最大拉壓載荷，代替對所有的截面的計算。簡(jiǎn)化后的計算方法如下：　　

       
                     　　D——缸徑，m(此處為近似，當知道活塞頂直徑時(shí)，用活塞頂直徑更加準確)