[發明專利]一種風洞多信號源數據同步采集與集成處理的方法

有效

• 申請號: 202210941383.7
• 申請日: 2022-08-08
• 公開（公告）號: CN115014696B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 黃輝;范金磊;鄧曉曼;高川;王偉仲;羊璽;賀振陽;夏語;熊倩;陳璐瑤;鄧富強;江深睿;王艷平
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01D21/02;G06F16/2458;G06F16/27
• 代理公司: 綿陽遠卓弘睿知識產權代理事務所(普通合伙) 51371
• 代理人: 張忠慶

本發明公開了一種風洞多信號源數據同步采集與集成處理的方法，涉及航空航天空氣動力風洞試驗和信號采集技術領域，包括：多信號源采集環境搭建；采集環境參數設置和采集測試；風洞試驗項目參數設置；采集系統運行測試；風洞試驗數據采集與實時信號監測與分析；數據對齊處理；連續數據自動識別與提??；數據存儲與分析。本發明提出了不同類型多采集設備的同步采集方法和數據對齊方法；提出了基于圖像模式識別的連續數據自動識別與提取算法；提出了通道邏輯分組配置方法，通過監視組實現數據查看，發布組實現數據實時共享，通過文件組對數據進行分類存儲。

技術領域

本發明屬于航空航天空氣動力風洞試驗和信號采集技術領域，更具體地說，本發明涉及一種風洞多信號源數據同步采集與集成處理的方法。

背景技術

風洞是一種產生可控均勻氣流的管狀試驗裝置，用于模擬飛行器在不同飛行高度和速度條件下的氣動力現象。常見的風洞試驗類型包括：測力試驗、測壓試驗、進氣道試驗、測熱試驗、脈動壓力試驗、光學測量試驗等。

風洞試驗過程中，需要獲取的物理量可能包括壓力、溫度、角度、速度、加速度、位移、力和力矩、光強等，常需要使用多種類型的傳感器和數據采集設備對這些物理量進行測量。風洞中常用傳感器的信號形式可分為模擬量和數字量兩大類：模擬量包括電壓和電流信號兩大類；數字量需要基于通信協議進行數據傳輸，常用的通信協議包括TCP/IP、GigE、串口、Profinet、Labview共享變量等。模擬量數據采集設備一般包括信號濾波、放大、模數轉換、數據存儲與傳輸等功能，通過配置不同類型采集模塊實現各類傳感器的采集。與不同類型傳感器配套的數據采集設備往往在總線形式、通訊協議、采樣參數、采樣時鐘等方面存在差異，同時為滿足大型風洞測點分散及大面積測壓試驗的需求，往往需要布置多套同類型或不同類型的采集系統。還有一些數據由風洞子系統，如迎角機構、風洞核心控制系統等，通過如OPC、共享變量等方式發送給數據采集系統。

現有的采集方案是根據傳感器類型和分布情況布置適用的采集設備，并針對不同類型的數據采集設備開發相應的采集軟件，一個作為主采集軟件負責與風洞控制系統進行通訊，其他從采集軟件根據主采集軟件指令完成采集任務。

上述采集方案主要存在以下問題：各采集系統之間的通訊復雜，可能因為通訊故障導致試驗中斷；不同采集系統起始采集時間、采樣率和基準時鐘不一致，且通訊延時波動較大不穩定，因此僅適用于穩態風洞試驗的數據采集；不同采集系統獲取的數據存儲于不同存儲設備，處理時往往需要對數據進行合并；不同采集系統需要單獨進行通道配置，且需要重復配置相同的試驗信息；連續氣動力測量試驗中，需要在迎角連續變化時進行試驗數據采集，當沒有階梯分割標識時，無法進行自動分割處理；采集系統僅具備采集功能，缺少基本的數據預處理、檢測和分析功能。隨著風洞試驗需求的發展，對多采集設備的數據同步性和連續性、數據預處理和分析、數據共享發布和實時顯示等都提出了需求。

發明內容

本發明的一個目的是解決上述問題和/或缺陷，并提供后面將要說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和優點，提供了一種風洞多信號源數據同步采集與集成處理的方法，包括以下步驟：

步驟一、根據風洞試驗需求選取相應的采集系統和標準計量儀器，完成多信號源采集環境的搭建，其中，多信號源采集環境采集的多信號源包括壓力、溫度、角度、速度、加速度、位移、力和力矩、光強；

步驟二、對搭建的多信號源采集環境，進行采集環境參數設置和采集測試；

步驟三、風洞試驗項目參數設置；

步驟四、對多信號源采集環境內的采集系統進行運行測試；

步驟五、使用多信號源采集環境內的采集系統進行風洞試驗數據采集與實時信號監測與分析；

步驟六、對步驟五采集到的風洞試驗數據進行數據對齊處理；