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自定義測控分析系統

構建專屬的測試控制分析系統平臺

首頁

測控軟件平臺

測控軟件配套DHDAS軟件平臺，是由東華測試自主開發，包括底層驅動程序、通訊協議等，集數據采集、自動控制、仿真以及多種工程應用與分析于一體。

平臺采用模塊化管理機制，使用更加簡單便捷;自動識別系統參數、完全程控儀器量程、濾波及采樣參數設置，完成信號的實時采集分析處理;實現虛擬儀器的功能、多功能模塊化管理和“一鍵設定”式的操作。

主要特點

? 軟件完全獨立自主研發，完整的基礎架構，完善的軟件生態環境。

? 開放式的模塊化軟件平臺架構，提供各種自控單元(如PID、狀態觀察、模糊規則、特征參數模型、反饋線性化以及基本數學運算)，用戶可通過圖形化編輯構建被控對象的專屬控制系統。

? 軟件具備仿真功能，通過系統辨識實現被控系統建模，在搭建控制系統的過程中，可以隨時對其進行虛擬控制，獲取各個關鍵節點的過程數據，對控制系統進行全方位的預演評估。

? 通過簡單的指令構建復雜的耐久性測試方案。運行測試流程，并監控試樣上各種物理量的發展情況。

? 滿足試驗前期的各種準備工作。如傳感器通道校準、獲取結構耦合特性、控制器特性的各類仿真圖譜分析、控制參數優化。

主要功能

控制執行操作平臺

控制算法和參數通過上位機軟件進行設置操作，設置完成并傳送到相應的控制器硬件后，即可開始啟動控制過程。

控制器硬件所需完成的工作，就是在各種擾動因素存在的情況下，快速準確地將被控對象的物理量控制到和控制目標值完全一致。而整個控制過程中，目標值的給定、人為干預指令的發送、控制實際數據的采集以及其他相關的測量數據的獲取都可以在DHDAS軟件的控制臺界面上實現。

控制臺上有系統中各個控制通道的樹形列表，通過勾選，可以確定參與控制執行的控制器。

清晰明了的啟動、暫停、結束按鈕操作，使操作人員可以隨時對控制的過程進行干預，在人工操作和自動控制之間快速切換。

控制器操作和數據采集操作集成在統一的圖形平臺上，控制過程中可以同步記錄各種相關測點的數據。如：

? 各控制點控制目標的時間變化過程;

? 各控制點實際控制效果的時間變化過程(可與控制目標時間過程進行比較);

? 控制器內部控制算法中間變量的時間變化過程(可用于對控制器進行深度的測評和優化);

? 整個測控系統中采集的其他物理量的時間變化過程。

所有被記錄的控制時間歷程數據都可以和其他數據采集通道記錄的時間波形等同處理，可以以分析模塊中提供的濾波、頻譜等信號處理單元進行數學處理，生成相應的圖表和報表，以達到各種分析的目標。

圖形化構建控制算法功能

針對不同特征的被控對象，需要有相應的控制算法，才能保證系統的準確性、快速性和魯棒性。但各種控制理論幾乎都是建立在幾種典型的數學模型基礎上的，如經典控制理論建立在傳遞函數基礎上，現代控制理論則是建立在系統的狀態空間方程上。

DHDAS軟件上可以將這些基本的系統描述數學單元封裝起來，以圖形化模塊的形式供設計人員使用。軟件具備圖形化數據流功能，通過圖形連線的方式實現各項信號處理的輸入和輸出。組裝好的控制流程直接確認控制器底層算法的執行。控制過程中控制器獨立運行，保證控制節律不受通信延遲等因素的影響。

在軟件中，提供以下類型的系統數學模塊：【不限于這些單元】

名稱	名詞解釋
比例	將輸入數據按照乘以一定比例系數
求和	對不同通道的數據進行對等時間點求和或求差
延遲	按固定或可變的采樣周期延遲輸入信號
差分	計算在一個時間步長內的信號變化
微分	計算離散時間導數（微分）
積分	執行離散時間積分或累加
離散PID	模擬連續或離散時間的PID控制器
傳遞函數	提供傳遞函數Z域（離散）的多項式形式或零極點形式，用戶可編輯，在硬件底層以適宜的差分方程進行數據計算
矩陣計算	將多個信號同一時刻數據點組成向量，并與一個矩陣進行乘法計算，得到另一個向量
控制輸出單元	一個線性變換運算單元，其輸出可與硬件輸出通道綁定
譜特征控制單元	以信號頻譜逼近目標譜為控制目的的專用模塊

在系統編輯圖形工作區中通過拖拽、移動、連線和參數對話框等常規的圖形化軟件操作方式，可以建立起從輸入、反饋到輸出各環節完整的控制器系統。

因為經典、現代理論所涉及的實用控制算法都可以以這些基本單元進行構建，所以具有高度的靈活性。針對一些常見的控制場景，軟件還將以上的基本單元進行封裝，直接提供給用戶幾種成熟的算法組合。

以圖形化元素的方式提供采集單元、控制器單元的選擇和參數編輯軟件，無需輸入復雜命令，通過上位機軟件傳遞控制參數文件到控制器硬件，完成硬件配置。

可視化時間歷程設置與任務管理

提供整個系統各個控制回路的控制計劃時間表圖形化編輯功能，對開關量輸出的控制可生成狀態轉移圖表，對定量控制的控制點提供圖形化的控制目標時間歷程圖編輯功能。

可統一協調管理各點控制動作和目標值，控制過程啟動后，按照時間過程準確下放指令到控制器硬件，保證控制流程自動高效準確地執行。此外也可手動輸入調節幅度值以實現精確調節。

在實際控制過程中，為了保證目標值切換過程中的平穩性，軟件還提供斜坡、Logistic、雙曲正切函數、1/4正弦過渡等多種平滑方式。

在狀態轉移圖表和時間歷程圖表基礎上，提供專業的模板，遵循各個相關行業標準，提供載荷譜、控制計劃、試驗大綱的自動生成功能并對其進行合理性檢驗和提示，更方便，更嚴謹。

控制仿真分析功能

軟件具備仿真功能，可實現被控系統的數學建模，該模型可通過先驗知識及預試驗數據進行系統辨識，保證與真實被控對象具有相同的動態特性。在搭建控制系統的過程中，可以隨時對該模型進行虛擬控制仿真，獲取不同參數配置下各個關鍵測控點的過程數據，對控制系統進行全方位的預演評估，保證系統整定的效率和質量。

信號處理分析功能

? 圖譜展示: 趨勢圖、波形圖、X-Y 記錄儀、頻譜圖、棒圖、儀表盤、數字表、表格、圖片、模型、視頻、報警日歷、狀態統計

? 幅值域分析: 統計分析、幅值分析

? 時域分析: 微積分、數字濾波、相關分析、虛擬計算、曲線擬合、重采樣、協方差分析

? 頻域分析: 頻譜分析(自功率譜、自功率譜密度、互功率譜密度)、倒譜分析、逆譜分析、選帶細化譜分析、頻域微積分、倍頻程分析、頻響分析

? 聲學分析: 聲壓分析、聲強分析、聲功率分析、聲品質分析、聲源定位

? 模態分析: 測力法模態、不測力法模態、純模態、時域ODS、頻域ODS

? 包絡分析: 包絡波形、包絡譜

? 階次分析: 整周期波形圖、階次譜、軸心軌跡、振動列表、極坐標、伯德圖、軸心位置圖、級聯圖、瀑布圖

? 工程應用: 應變花計算、材料特性計算、殘余應力計算、扭矩分析、軸功率分析、扭振分析、雨流計數、疲勞分析、小波分析、TPA 傳遞路徑分析、沖擊波性檢測等

二次開發

測控系統軟硬件均由東華測試自主開發，包括底層驅動程序、通訊協議等，集數據采集、信號處理以及多種工程應用與分析功能，可自動識別系統參數、完全程控儀器量程、濾波及采樣參數設置，完成信號的實時采集分析處理。平臺采用最新的插件式軟件架構，軟件功能模塊化管理機制，基于C#進行開發，具有高度的實時性與靈活性。提供封裝好的控制程序開發庫，方便用戶在此基礎上修改和調用，實現用戶自己的控制程序。

提供標準的底層動態庫接口，以DLL動態庫的形式實現，具備與語言、平臺無關的特性，協議接口通用性強，完美支持Labview、C++、C#、Visual Basic、Delphi、C++Builder等多種編譯語言，用戶可以直接基于底層動態庫自行開發上層應用軟件，實現儀器控制以及數據獲取。

提供標準插件式開發接口和模板，用戶利用插件模板可自行開發數據處理方法、視圖窗口和工程應用算法等插件，無縫集成到軟件平臺中，并可與其它用戶共享；

軟件平臺提供標準的第三方數據軟件接口協議，支持TCP/IP、OPC、MQTT、HTTP以及用戶自定義接口協議等。用戶可以直接利用數據接口實時獲取DHDAS軟件平臺實時采集與處理分析的數據，用于用戶自主開發的軟件或其他第三方分析軟件的處理與分析。

提供標準的外部調用接口，用戶可自己編程調用軟件各部分功能和界面。