可靠的、確定性控制施加刺激

高性能同步控制對于靜態和疲勞結構測試至關重要。對于許多情況，疲勞測試所用的輸入刺激與儀器同樣重要。為此，需要用確定性實時系統穩定、不間斷地重復相同的載荷型式達數百萬次。要實現這一點，通常向液壓控制閥(稱為伺服閥)發出一個刺激信號，調節液壓作動器向結構施加作用力。系統測量并反饋此力，以建立一個控制環路。此環可以在包含儀器的確定性系統上，或者先進的數字式伺服閥上運行。

為了滿足這些需要，國家儀器推出一種新型工業控制器，稱為可編程自動化控制器(PAC)。PAC集傳統可編程邏輯控制器(PLC)的功能與基于PC機的控制系統于一身。

圖4. CompactRIO系統實例

NI PAC基于高度可靠的、堅固的平臺，例如NI CompactRIO和PXI。這些模塊化平臺提供了高級分析與信號處理功能，能夠在Windows等標準操作系統上運行，或者在實時操作系統上運行以獲得更高的可靠性和確定性，或者現場可編程門陣列(FPGA)以獲得最高的性能。利用FPGA，用戶可以運行控制算法、進行分析，以及在芯片層次上做出決策，對結構測試進行最高的性能控制。盡管功能強大，然而用戶仍然能夠使用圖形開發環境LabVIEW輕松地對這些設備進行編程。LabVIEW簡化了實時操作系統和FPGA的復雜度，同時提供拖放控制算法，使用戶能夠專注于結構專家經驗領域。[pagebreak]

圖形開發環境

成千上萬的工程師使用LabVIEW圖形編程環境來開發復雜的測試和控制系統，使用類似于流程圖的直觀圖形標記和線條進行結構測試。LabVIEW實現了與數千種硬件設備的無縫集成，例如使用CAN和EtherCAT等現場總線的數字式液壓伺服閥。LabVIEW提供數百種內置庫用于疲勞及模態測試的高級分析和可視化。LabVIEW平臺可以針對多個目標進行擴縮以滿足結構需要，從運行Windows的筆記本電腦到運行實時操作系統的PXI試驗臺到使用CompactRIO和FPGA的液壓控制系統。LabVIEW的靈活性使其特別適合于高級結構測試。

圖5. LabVIEW圖形編程

LabVIEW對結構測試的益處：

快速編程 - 通過拖放圖形功能塊創建類似流程圖的圖形表示來進行編程

硬件集成 - 將任意儀器或傳感器與內置庫和驅動程序相連接

多個目標 - 開發并重新使用Windows、Mac、Linux、實時操作系統和FPGA代碼

多個編程架構 - 集成基于文本的代碼或其他計算模型

專業用戶界面 - 使用數百個拖放控件和圖形實現與數據的交互

基于配置的實時測試和仿真軟件

通過為實時測試和仿真功能添加基于配置的閉環控制和刺激能力，NI VeriStand簡化了實時目標的編程。另外，NI VeriStand還與硬件集成，以提供確定性I/O。NI VeriStand非常適合能夠用來構造靜態及疲勞測試和控制系統的開箱即用軟件架構。

圖6. NI VeriStand實時測試和仿真軟件