CN109540204A - 一种进气道流场畸变实时处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种进气道流场畸变实时处理装置；本发明的装置包括：控制与数据记录模块、信号采集与处理模块、电源模块、背板总线以及加固机箱；控制与数据记录模块用于对整个装置进行控制数据的采集、处理及存储；信号采集与处理模块由多个AD采集单元和DSP数据处理单元组成；AD采集单元采集进气道流场信号；DSP数据处理单元处理采集的进气道流场信号；本发明的装置安装在试验机上，可以实现对进气道出口流场数据的实时采集和解算，将多路高采样率的动态温度、动态压力数据以及多路低采样率的稳态压力数据转变为紊流度、综合畸变指数和温度畸变指数三个特征参数，实现对进气道流场畸变指数的实时处理。
Description
技术领域
本发明属于机载数据采集及处理技术领域，具体涉及一种进气道流场畸变实时处理装置。
背景技术
航空发动机进/发相容性试飞中，常常在进气道出口/发动机进口安装测量耙，耙上安装传感器的方式测取不同飞行姿态下发动机进口流场参数，以计算流场畸变指数。但由于发动机进口流场动态压力、动态温度测量参数采样率高(通常2kHz),数量多(通常一个类型参数包含30路以上)，同时遥测传输占用带宽太大，无法通过遥测设备传输至地面实现对进气流场品质的实时监测，目前对进气道流场动态数据仍采用机上实时记录、飞行后再进行数据卸载和处理的方案。该方案使得试飞工程师不能实时掌握试飞过程中发动机进口流场情况，不利于任务的规划安排，导致试飞效率低；此外，在武器发射、机动飞行等科目中进气道流场畸变往往是导致发动机不稳定工作的主要原因，而事后处理的方法不能实现对这一主要影响因素的监控，一定程度上增大了试飞风险。
发明内容
本发明的目的是：设计一种进气道流场畸变实时处理装置，以解决目前无法实现遥测传输发动机进气道流场数据的技术问题。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
一种进气道流场畸变实时处理装置，所述的进气道流场畸变实时处理装置包括：控制与数据记录模块、信号采集与处理模块、电源模块、背板总线以及加固机箱；所述的控制与数据记录模块用于对整个系统进行初始设定、控制数据的采集、处理及存储；所述的信号采集与处理模块由多个AD采集单元和DSP数据处理单元组成；所述的AD采集单元采集进气道流场信号；所述的DSP数据处理单元处理采集的进气道流场信号；所述的电源模块用于电池与外部供电的自动切换；所述的背板总线用于控制与数据记录模块和信号采集与处理模块之间的信息交互。
所述的AD采集单元采集的进气道流场信号为动态温度、动态压力以及稳态压力数据信号。
所述的DSP数据处理单元用于计算紊流度、温度畸变指数和综合畸变指数。
所述的电源模块采用Linear理想二极管方案，并通过直流电压转换器生成系统内部二次电源。
所述的加固机箱用于安装各功能模块。
本发明的有益的技术效果是：可在机上实现对进气道测量耙输出的高采样率动态压力、动态温度信号以及低采样率稳态压力信号的的实时采集及处理，并计算获得流场温度、压力畸变指数，降低了对遥测带宽的要求，经解算处理的数据可通过遥测系统传输至地面进行实时监控。
附图说明
图1为进气道流场畸变实时处理装置示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明的进气道流场畸变实时处理装置具体描述如下：
本发明的进气道流场畸变实时处理装置示意图如图1所示，该装置由控制与数据记录模块、信号采集与处理模块、电源模块、背板总线以及加固机箱组成。控制与数据记录模块功能是实现整个系统的初始设定，控制信号采集与处理模块进行数据采集和解算，以及计算结果的存储和外部传输。信号采集与处理模块由多路AD(模拟量输入卡)采集单元和DSP(数字信号处理)数据处理单元组成，AD采集单元将来自外部传感器的温度、压力等信号存储在缓存中，当采集缓存中数据达到一定量时，将缓存中的数据一方面发送给DSP数据处理单元内存中，另一方面发送至控制与记录模块进行记录，之后释放缓存，DSP数据处理单元将内存中的数据根据内部预设的算法计算相应的畸变指数，并将计算结果传输至控制与数据记录模块，控制与数据记录模块对数据进行记录，并计算结果通过RS422总线的形式将数据发送给外部接口。电源模块，为各模块提供电源，可实现设备电源EMC滤波，内、外供电切换。背板总线功能是实现控制与数据记录模块和信号采集与处理模块之间的通讯和数据传输，采用标准CPCI板卡，其电源及相关信号电平体制、方向均与CPCI规范保持一致。加固机箱用于集成各模块。
本发明的进气道流场畸变实时处理装置的工作方式如下：
步骤1：控制与数据记录模块打开并初始化外设，创建SPORT接收、RS422发送等任务和信号量；
步骤2：控制与数据记录模块给信号采集与处理模块通过背板总线发送准备就绪指令，数据采集与处理模块将配置信息(如采样率、工作通道等)发送至控制与数据记录模块，控制与数据记录模块创建相应的记录文件夹和文件；
步骤3：数据采集与处理模块进入正常工作流程，AD采集单元将外部传感器的温度、压力数据存储至缓存中，当数据达到一定量，将缓存数据一方面发送给控制与记录模块进行存储，一方面发送给DSP数据处理单元内存中，之后释放缓存；
步骤4：DSP数据处理单元将存储在内存中的数据根据内部预先编制的算法求解温度、压力畸变指数，并将计算结果发送至控制与记录模块存储；
步骤5：控制与记录模块接收到处理结果信息时，根据信息源板卡号，将数据写入其RS422发送队列，RS422发送任务获取信号量，按照约定格式对数据打包，并发送至RS422接口。
Claims (5)
1.一种进气道流场畸变实时处理装置，其特征在于：所述的进气道流场畸变实时处理装置包括：控制与数据记录模块、信号采集与处理模块、电源模块、背板总线以及加固机箱；所述的控制与数据记录模块用于对整个系统进行初始设定、控制数据的采集、处理及存储；所述的信号采集与处理模块由多个AD采集单元和DSP数据处理单元组成；所述的AD采集单元采集进气道流场信号；所述的DSP数据处理单元处理采集的进气道流场信号；所述的电源模块用于电池与外部供电的自动切换；所述的背板总线用于控制与数据记录模块和信号采集与处理模块之间的信息交互。
2.根据权利要求1所述的进气道流场畸变实时处理装置，其特征在于：所述的AD采集单元采集的进气道流场信号为动态温度、动态压力以及稳态压力数据信号。
3.根据权利要求1所述的进气道流场畸变实时处理装置，其特征在于：所述的DSP数据处理单元用于计算紊流度、温度畸变指数和综合畸变指数。
4.根据权利要求1所述的进气道流场畸变实时处理装置，其特征在于：所述的电源模块采用Linear理想二极管方案，并通过直流电压转换器生成系统内部二次电源。
5.根据权利要求1所述的进气道流场畸变实时处理装置，其特征在于：所述的加固机箱用于安装所述的各功能模块。
Priority Applications (1)
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| CN201811342244.2A CN109540204A (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种进气道流场畸变实时处理装置 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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