本文的主要作者为艾玉明、于宝成、张彦铎和徐文霞，其研究工作得到了武汉工程大学智能机器人湖北省重点实验室和武汉工程大学智能产线装备湖北省工程研究中心的支持。研究成果发表于《机床与液压》（Machine Tool & Hydraulics），并刊登在2023年第51卷第16期。论文的DOI编号为10.3969/j.issn.1001-3881.2023.16.015。该研究的收稿日期为2022年5月25日。
飞机液压基础实验台是对飞机液压泵及液压附件的基本性能进行测试的关键设备，测试结果直接影响飞机液压系统性能的评估，对保障飞机安全性具有重要意义。然而，目前许多实验台仍基于人工控制方式，存在操作复杂、测试耗时长且流程易出错的问题。这一现状催生了对高自动化程度、操作简便并兼具数据存储和可视化功能的测试系统的需求。鉴于此，本文提出了一套基于LabVIEW的自动化测试系统，旨在解决上述问题并提高飞机液压测试的可靠性与实用性。
本文的研究主要分为以下几个部分展开，涵盖了系统构架、液压原理、电气原理、软件设计及实验测试等多个方面。
实验台分为控制台、油泵测试台和液压测试台三部分： - 控制台： 包含计算机、D/A板卡、继电器板卡、电气控制开关、按钮、二次仪表及控制电路等设备，主要用于数据采集与实验系统的整体控制。 - 油泵测试台： 测试液压泵性能并为系统提供油源。其核心组件包括油箱、过滤器、冷却器、大功率变频电机及液压管路等。通过更换转接法兰可以适配不同型号的液压泵。 - 液压测试台： 主要用于测试大流量附件（如油滤、大通径导管等）的流阻特性，以及其他液压附件（如溢流阀、电磁阀等）的基本性能。
其液压系统采用闭环反馈设计，通过比例溢流阀调节压力，满足对不同测试情景下的液压需求： - 涡轮流量计和齿轮流量计分别负责测量液压泵的出口和回油流量； - 压差传感器监测流阻和压力，并实现系统闭环控制； - 单向阀的开闭决定系统是否测试液压泵或液压附件。
系统的电气线路分为交流供电部分、板卡控制部分和传感器信号部分： - 交流供电部分： 提供220V电源，为接触器、直流电源和数显表等核心元件供能； - 板卡控制部分： 利用D/A板卡实现信号生成，通过继电器板卡控制系统的执行部件； - 传感器信号部分： 将压力、流量、速度等传感器的模拟信号转化为RS485通信协议传递的数字信号，供系统进一步处理。
系统支持手动模式和自动模式，自动模式下通过计算机的D/A板卡与继电器板卡集成实现。
系统基于LabVIEW编程，设计了功能完备且用户友好的操作界面。实验系统由流量-流阻曲线测试、压力-流量曲线测试、内漏特性曲线测试及压力-脉动曲线测试等4个主要模块组成： - 数据采集模块： 采用Modbus通信协议，通过RS485接口实时采集各类传感器数据，LabVIEW中的VISA模块负责串口通信。 - D/A输出与继电器控制模块： 调用板卡自带的动态链接库（DLL文件）以实现信号输出和继电器开关控制。 - 转速与压力调节模块： 利用D/A控制电机的转速和比例阀的压力输出，并通过反馈算法实现闭环精准控制。 - 数据存储模块： 系统采用MySQL数据库，通过ODBC接口将实验数据存储于数据库中。 - 主程序模块： 使用生产者-消费者框架，主程序通过事件处理实现交互功能，通过通信处理循环与外部设备通信并存储传感器测量的实时数据。
系统软件将实时数据以虚拟仪表、曲线图等形式直观展现。在任务结束后，实验数据可存储在MySQL数据库中以便后续分析和归档。例如，流量-流阻曲线测试模块会绘制出油滤或大通径管路测试的流阻特性曲线，而压力-脉动测试模块则用于研究液压泵、回路及附件的压力脉动特性。
本文设计的测试系统通过基于LabVIEW语言及相关硬件的开发，实现了飞机液压泵及其附件的性能测试，具有以下主要成果： - 测试性能： 实验系统能够完成流量-流阻特性、压力-流量特性、压力-脉动特性和内漏特性的全面测试，并同时支持大流量附件（如油滤、导管）及部件（如溢流阀、电磁阀）的流阻性能检测。 - 数据可靠性： 系统充分利用串口通信与闭环反馈结合的方法，保障了实验数据的准确性与实时性。 - 友好界面： 基于LabVIEW开发的用户界面为测试曲线展示、控制按钮、虚拟仪表和数据存储提供了操作便利。
本文基于LabVIEW开发的飞机液压基础试验台测试系统解决了传统人工控制系统在效率与准确性上的不足，实现了飞机液压系统的全面、高效、自动化测试： - 在科学上，通过曲线采集、实时数据处理与闭环控制原理的整合，增强了液压泵及附件性能测试的技术深度； - 在应用上，系统适用于飞机液压泵及附件性能评估，可直接提高航空检测与质量管控的水平。
该研究通过软硬件结合、自动化控制以及友好的数据分析工具，为飞机液压测试台的发展提供了重要的技术路径，展现了较高的工程实用价值。
本研究以高效、可靠的性能测试系统填补了传统实验台系统的弱点，为航空液压设备性能检测提供了科学和工程解决方案。未来，该系统还可推广至其他液压设备测试场景，具有广泛的应用前景和开发潜力。