发明名称 一种模拟流体谐调与失谐行波激振系统
摘要 一种模拟流体谐调与失谐行波激振系统,它包括:基础硬件平台和外围测试硬件设备(A)、激励信号发生程序(B)、压电陶瓷动态驱动电源(C)和压电陶瓷激振器(D);激励信号发生程序在基础硬件平台和外围测试硬件设备上运行,激励信号经连接线从基础硬件平台和外围测试硬件设备上连接至压电陶瓷动态驱动电源,再从压电陶瓷动态驱动电源连接至多个压电陶瓷激振器,由多个压电陶瓷激振器的逆压电效应产生行波激振力作用在叶盘实验件上。本发明结构合理,操作方便,经济性好。在航空发动机技术领域里具有较好的实用价值和广阔地应用前景。
申请公布号 CN103411745B 申请公布日期 2016.03.16
申请号 CN201310322197.6 申请日期 2013.07.29
申请人 北京航空航天大学 发明人 王建军;乞征;王帅
分类号 G01M7/02(2006.01)I 主分类号 G01M7/02(2006.01)I
代理机构 北京慧泉知识产权代理有限公司 11232 代理人 王顺荣;唐爱华
主权项 一种模拟流体谐调与失谐行波激振系统,其特征在于:该系统包括:带有PCI插槽普通台式计算机A1,PCI‑6723低价位高密度模拟输出卡A2,数据线和接线板A3,激励信号发生程序,压电陶瓷动态驱动电源,压电陶瓷激振器;它们之间的位置连接关系是,激励信号发生程序在普通台式计算机上运行,在模拟输出卡A2支持下产生行波激励信号,信号经数据线和接线板A3从模拟输出卡A2上接至压电陶瓷动态驱动电源,再从压电陶瓷动态驱动电源C把放大后的信号连接至多个压电陶瓷激振器D,多个压电陶瓷激振器D根据逆压电效应给叶盘实验件产生行波激振力;其中,A1带有PCI插槽普通台式计算机,用于给模拟输出卡提供硬件平台以及给激励信号发生程序提供操作系统和运行软件;A2PCI‑6723模拟输出卡,按照下列步骤将其安装到带有PCI插槽普通台式计算机A1上面:①关闭计算机并拔下插头;②打开计算机机箱盖或扩展槽盖;③触摸计算机的金属部分,以释放静电;④将设备插入可用的PCI系统插槽,小心固定设备;⑤将设备安装支架固定在计算机的后面板导轨上;⑥盖上计算机机箱盖;⑦插上插头并启动计算机;A3是SHC68‑68‑EPM数据线和CB‑68LPR接线板,数据线的连接比较简单,其两端分别插入模拟输出卡的接线端子和接线板的接线端子,以第一行为例,AO 8对应于68号端口,AO GND对应于34号端口,由于PCI‑6723模拟输出卡的结构特点,从AO 8开始接入,以第一条输出线为例,连接线的一端为BNC接头,另一端分别是一条信号线和一条地线,BNC接头接入驱动电源输入端,另一端的信号线和地线分别接AO 8和AO GND;B激励信号发生程序,由DAQ函数库DAQmx开发,该激励信号发生程序的创建过程如下;(1)调用一个实数矩阵控件,使用矩阵至数组转换函数将矩阵转换为二维实数数组,使用数组大小函数返回二维数组每个维度中的元素个数,利用索引数组函数返回二维数组的行个数,调用显示数值控件显示行个数即静子数;(2)调用一个for循环,将静子数连接至总循环次数N端,在for循环外部调用两个数值输入控件,分别命名为采样数和转子转速,并连接至循环结构边框上,形成两个数据通道;将二维实数数组连接至循环结构边框上,关闭自动索引;将“信号类型”函数连接至循环结构边框上;(3)在for循环内部,首先调用索引数组函数,将二维实数数组连接至索引数组函数“n维数组”端,将for循环当前循环次数i连接至“索引(行)”端,将常数“0”“1”连接至“索引(列)”端,调用基本函数发生器函数,将每一行的索引得到的数据“位置”“幅值”数据经过简单数学变化分别连接至函数发生器的“频率”“幅值”端;将“信号类型”函数连接至信号发生器的“信号类型”端;(4)将“采样数”和“转子转速”进行计算得到循环内部每次循环的采样数和采样频率,调用捆绑函数,将二者捆绑成簇元素连接至基本函数发生器函数采样信息端;在函数发生器“重置信号”端创建布尔常量,将函数发生器信号输出端连接至获取波形成分函数“波形”端口,将波形数据Y值连接至数组插入函数“要插入数组”端;添加移位寄存器函数,在其左边端子创建空数组,将其连接至数组插入函数的“n维数组”端,将数组插入函数的输出数组连接至移位寄存器右边端子,同时将其连接至循环结构边框,作为输出数据通道;(5)接着再次调用for循环,在循环外部调用一个数值输入控件,命名为转子数,将转子数连接至总循环次数N端,将计算得到的采样间隔和偏移量连接至循环结构边框,将步骤(4)的输出数据连接至循环结构边框,调用波形图表控件,连接至循环结构边框,打开自动索引;(6)在循环内部调用一维数组移位函数,将步骤(4)的输出数据连接至移位函数的“数组”端,将计算得到的偏移量连接至移位函数的n端,将移位后的数组连接至创建波形函数的波形成分Y端,将采样间隔连接至创建波形函数的dt端,最后,将创建波形函数的波形数据连接至波形图表对应的自动索引通道;C压电陶瓷动态驱动电源,通过连接线,从接线板中引出所需信号,将接入驱动电源的一个通道的INPUT端,同时从驱动电源的OUTPUT端输出经放大后的信号接入压电陶瓷激振器,PICKING端口是为了使用示波器来检验输出信号的正常与否,面板下部的两个旋钮,左为粗调旋转,右为细调旋钮,使用时先粗调后细调至到将行波信号调节到合适的放大比例;D压电陶瓷激振器,激振器数量根据实验件转子数进行调整,包括绝缘片D1,磷铜电极片D2,PZT‑4压电陶瓷片D3,通过粘合剂粘接在一起,对于绝缘片,磷铜电极片,PZT‑4压电陶瓷片之间的粘接采用回天HT903单组分有机绝缘硅胶进行粘接,在保证牢固的同时,也要保证磷铜电极片与压电陶瓷片的下表面有接触点,只有这样才能给压电陶瓷片上下表面施加信号电压。
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