可靠的、確定性控制施加刺激

高性能同步控制對于靜態(tài)和疲勞結構測試至關重要。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，需要用確定性實時系統(tǒng)穩(wěn)定、不間斷地重復相同的載荷型式達數(shù)百萬次。要實現(xiàn)這一點，通常向液壓控制閥(稱為伺服閥)發(fā)出一個刺激信號，調(diào)節(jié)液壓作動器向結構施加作用力。系統(tǒng)測量并反饋此力，以建立一個控制環(huán)路。此環(huán)可以在包含儀器的確定性系統(tǒng)上，或者先進的數(shù)字式伺服閥上運行。

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機的控制系統(tǒng)于一身。

圖4. CompactRIO系統(tǒng)實例

NI PAC基于高度可靠的、堅固的平臺，例如NI CompactRIO和PXI。這些模塊化平臺提供了高級分析與信號處理功能，能夠在Windows等標準操作系統(tǒng)上運行，或者在實時操作系統(tǒng)上運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，用戶可以運行控制算法、進行分析，以及在芯片層次上做出決策，對結構測試進行最高的性能控制。盡管功能強大，然而用戶仍然能夠使用圖形開發(fā)環(huán)境LabVIEW輕松地對這些設備進行編程。LabVIEW簡化了實時操作系統(tǒng)和FPGA的復雜度，同時提供拖放控制算法，使用戶能夠?qū)Ｗ⒂诮Y構專家經(jīng)驗領域。[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)復雜的測試和控制系統(tǒng)，使用類似于流程圖的直觀圖形標記和線條進行結構測試。LabVIEW實現(xiàn)了與數(shù)千種硬件設備的無縫集成，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)測試的高級分析和可視化。LabVIEW平臺可以針對多個目標進行擴縮以滿足結構需要，從運行Windows的筆記本電腦到運行實時操作系統(tǒng)的PXI試驗臺到使用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結構測試。

圖5. LabVIEW圖形編程

LabVIEW對結構測試的益處：

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)動程序相連接

多個目標 - 開發(fā)并重新使用Windows、Mac、Linux、實時操作系統(tǒng)和FPGA代碼

多個編程架構 - 集成基于文本的代碼或其他計算模型

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

基于配置的實時測試和仿真軟件

通過為實時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簡化了實時目標的編程。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造靜態(tài)及疲勞測試和控制系統(tǒng)的開箱即用軟件架構。

圖6. NI VeriStand實時測試和仿真軟件