论文总字数：26935字

摘 要

机载配电系统是飞机上用来执行飞行保障功能的子系统，是飞机安全飞行的根本保障。机载配电系统智能化、综合化的发展趋势，对机载配电系统提出了更为苛刻的要求，使得技术难度越来越高、研制风险越来越大。为了降低研制风险及提高研制质量，在系统开发的中间环节应用半物理仿真测试技术进行仿真试验，已经成为研制过程中必要的研制手段。

本论文课题来自某飞机配电系统仿真试验任务，针对配电管理系统的仿真试验任务要求，提出了应用虚拟仪器技术来组建以 NI PXI 工控机为硬件核心的智能配电集成演示系统集成演示系统完成仿真试验的方法。智能配电集成演示系统完全代替配电系统各子系统实际硬件，向配电管理系统提供仿真激励，验证配电管理系统对配电系统各个子系统的监测和控制功能。

本论文首先简述了智能配电集成演示系统的研究背景和意义，分析了国内外在航空航天领域应用虚拟仪器技术完成仿真测试试验的研究现状和发展趋势，简要介绍了虚拟仪器技术以及 LabVIEW 的概念、特点和优势。然后详细分析了配电管理系统仿真试验的任务需求，确定了智能配电集成演示系统的设计方案。接着详细描述了智能配电集成演示系统的软件实现过程。智能配电集成演示系统软件开发平台采用NI开发的图形化编程语言开发环境LabVIEW。

本文研究实现的智能配电集成演示系统已经实际应用到某飞机设计研究所某型飞机的配电管理系统仿真试验任务中，其功能和技术指标符合实际应用需求，取得了良好的效果。

关键词：配电系统 虚拟仪器 LabVIEW 集成演示系统

The development and application of intelligent integrated demonstration system based on RS232 interface

Abstract

The airborne distribution system is a general name for subsystems that ensure the flight security, it is the fundamental guarantee for the safety of aviation. Stringent demand is needed owing to the development tendency of airborne distribution systems towards integration and intelligence, which brings a growing development risk and increasing technical difficulty. In order to reduce the risk and improve the quality, it has become necessary to carry out simulation experiment in the system development procedure with the application of the semi physical simulation technology.

The topic of this paper is based on a certain aircraft intelligent power distribution system simulation test . To meet the simulation test task demands of the distribution system, this paper proposes a method to set up an emulator of mechanical and electrical subsystem with the application of Virtual Instrument, whose hardware core is the National Instrument PXI industrial computer. To validate the function of the distribution management system monitoring and control each subsystem of distribution subsystems, the emulator of distribution subsystem completely replace the actual hardware of the distribution subsystems to provide simulation incentive to the electromechanical management system.

In the paper, the research background and significance of the intelligent power distribution system integration demonstration is briefly described. Then this paper analyses the research status and the development tendency to complete the simulation test with the application of Virtual Instrument in aerospace field in the domestic and overseas, introduces the concept, features and advantages of the Virtual Instrument and LabVIEW. And a detailed analysis of the electromechanical management system simulation test task requirement determined intelligent power distribution system integration demonstration design scheme. This paper describes the emulator of mechanical and electrical subsystem hardware connection and software implementation process in detail. Followed by a detailed description of the intelligent distribution integrated presentation system software implementation process. The software development platform of the intelligent power distribution system integration demonstration is the graphical programming development environment LabVIEW developed by the National Instrument.

The intelligent power distribution system integration demonstration accomplished in this paper has been applied to the simulation test of a certain aircraft electromechanical system of an Aircraft Design and Research Institute, its functional and technical specifications in line with the practical application, and achieved good results.

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Keywords：Distribution system;Virtual Instrument;LabVIEW;Integrated Demonstration System；

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题的研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 本课题研究的问题及研究手段 3

1.3.1 本课题研究或解决的问题 3

1.3.2 本课题采用的研究手段 4

1.4 论文结构及内容安排 4

第二章 虚拟仪器及LabVIEW概述 6

2.1虚拟仪器的基本概念 6

2.2虚拟仪器的系统组成 6

2.2.1 虚拟仪器的硬件平台 7

2.2.2 虚拟仪器的软件平台 8

2.3 虚拟仪器的特点 9

2.4 LabVIEW 开发平台 10

2.4.1 LabVIEW简介 10

2.4.2 LabVIEW的优势 12

2.4.3 LabVIEW程序设计过程 12

第三章 智能配电集成演示系统需求分析 13

3.1机载供电系统 13

3.1.1 电源系统 14

3.1.2 配电系统 15

3.1.3 电力作动 15

3.2 智能配电集成演示系统需求分析 16

第四章 智能配电集成演示系统设计 18

4.1 离散量输出模块 19

4.2 模拟量输出模块 20

4.2.1 蓄电池容量仿真 20

4.2.2 离散量采集仿真 21

4.3 数据存储与数据回放 22

4.4.1 数据存储功能的实现 22

4.4.2数据回放功能的实现 23

4.4 负载模块 24

第五章 智能配电集成演示系统应用 28

5.1地面电源供电时的控制效果 28

5.2 发电机正常供电时的控制效果 28

5.3发电机过载时的控制效果 29

5.4电源系统应急时的控制效果 30

5.5 地面控制效果 30

5.6 接触器及负载故障状态显示 31

5.7 ELMC故障状态显示 31

5.8 本章小结 32

第六章 结语与展望 33

参考文献 34

致 谢 35

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

随着航空技术的迅速发展，在飞机的研制和试验过程中，电子技术、计算机技术的应用越来越广泛，试验中各种用电设备和用电量剧增，对供电质量也提出了新的要求。传统辐射式的集中配电系统在可维护性、扩展性、可靠性以及自动化程度方面均无法适应飞机发展的需要，因而迫切要求改变现有的配电系统，采用先进的分布式智能配电系统和负载自动管理技术，来适应新一代先进飞机发展的性能要求。

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