專利名稱：：大容量高速并行動力學試驗數(shù)據(jù)采集技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和方法，特別涉及航天器動力學環(huán)境的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：在衛(wèi)星、飛船研制過程中，需要進行大量的動力學環(huán)境模擬試驗，而其中動力學環(huán)境試驗的數(shù)據(jù)采集與分析工作在試驗有效性評估、衛(wèi)星產(chǎn)品質(zhì)量保證方面起著重要的作用。近三十多年來，動力學環(huán)境試驗測試技術(shù)是伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。目前在市面上廣泛使用的儀器總線平臺為VXI總線和PXI總線。VXI總線平臺是一種開放式的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了標準化、模塊化、系列化、通用化的系統(tǒng)要求，能實現(xiàn)系統(tǒng)資源、軟件資源、硬件資源共享，系統(tǒng)通道易于升級，系統(tǒng)易于擴充，易于適應(yīng)各種場合需要而很方便地重組系統(tǒng)，使系統(tǒng)適應(yīng)計算機技術(shù)和集成技術(shù)發(fā)展，使集成化測試設(shè)備系統(tǒng)始終能采用計算機技術(shù)、集成技術(shù)的最新成果，保持系統(tǒng)先進性和兼容性，提高系統(tǒng)測試的準確度和可靠性。PXI總線除了具有類似于VXI總線的許多特點以外，它具有數(shù)據(jù)傳輸率更高、小型化、價格更便宜的優(yōu)點，但PXI總線技術(shù)出現(xiàn)的時間尚短，技術(shù)發(fā)展還有待完善，還缺乏儀器領(lǐng)域最有影響廠家的充分支持，產(chǎn)品的品種還不夠豐富，國內(nèi)目前還缺乏強有力的技術(shù)支持，因此，目前用PXI總線技術(shù)組建滿足航天器動力學環(huán)境試驗要求的高精度大中規(guī)模的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)上還存在一定的困難和風險。目前在利用各種總線技術(shù)組建動力學測試系統(tǒng)方面，國際上比較有代表性的專業(yè)性研發(fā)公司有美國并行公司ISTAR，比利時的LMS公司，美國的SD公司，美國的DP公司，德國的M+P公司等。其中美國并行公司ISTAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是基于VME總線建立的，有著維護和升級困難的缺點；比利時的LMS公司的SCADASIII系統(tǒng)是基于PCI總線技術(shù)建立的，在計算機總線上組建內(nèi)置式大規(guī)模動力學測試系統(tǒng)類似于VME總線，有著同樣的缺點；LMS公司的HP3565采用的是IEEE-488通用總線，傳輸率不高，不太適合高速傳輸?shù)拇笾行蛣恿W測試系統(tǒng)。在國內(nèi)，一些相關(guān)專業(yè)的研究所和大學(如東方振動噪聲研究所)對PC插卡式、PC并串口方式的動力學測試儀器進行了不同程度的研究和開發(fā)，并形成了一些廉價、普及型的動力學測試產(chǎn)品，但在利用高端總線技術(shù)研發(fā)大中規(guī)模的動力學測試系統(tǒng)方面尚屬空白。綜合VXI總線和PXI總線的上述特點，并通過對目前國內(nèi)外組建航天器動力學環(huán)境試驗測試系統(tǒng)所采用的總線技術(shù)進行的研究與分析，本發(fā)明采用VXI總線技術(shù)作為組建匿S-100動力學環(huán)境試驗試驗數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)硬件平臺的基礎(chǔ)，并且減少了組建系統(tǒng)時的技術(shù)困難與風險。由于目前國內(nèi)研制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體指標比較低，不能滿足衛(wèi)星型號的通道采集和處理的要求，因此，本發(fā)明針對衛(wèi)星動力學環(huán)境試驗數(shù)據(jù)流量大、實時性要求高的特點建立一套滿足衛(wèi)星動力學環(huán)境試驗測試要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明可實現(xiàn)128通道數(shù)據(jù)高速并行同步采集，實時傳輸和存儲，具備對正弦掃描和隨機振動力學環(huán)境試驗進行數(shù)據(jù)采集與處理的功能，滿足航天器動力學環(huán)境試驗所要求的大容量數(shù)據(jù)并行采集、實時傳輸以及穩(wěn)定可靠的技術(shù)要求。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于完成數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)存儲和實時顯示任務(wù)的主控計算機；內(nèi)置具有較高數(shù)據(jù)傳輸速率的零槽控制器和A/D轉(zhuǎn)換功能模塊的VXI總線機箱；對輸入的模擬信號進行電氣隔離的輸入隔離箱；其中主控計算機是按照VXI總線測試系統(tǒng)外置控制器方式與VXI總線機箱進行通信的。如上所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，主控計算機為滿足如下高性能配置的計算機2個P4/2GCPUs,512Mb以上內(nèi)存，80Gb硬盤，32Mb顯卡及17時顯示器、數(shù)據(jù)光盤讀寫機、高速網(wǎng)絡(luò)接口，同時，主控計算機機箱內(nèi)具有PCI-1394轉(zhuǎn)換接口。VXI總線機箱為Agilent公司的E8401A13槽C尺寸VXI機箱，其中內(nèi)置以下模塊32通道并行A/D采集模塊和Agilent公司的E8491B零槽控制器；輸入隔離箱為32通道單端輸入隔離箱。VXI總線測試系統(tǒng)外置控制方式也即主控計算機通過內(nèi)置于計算機的PCI-1394轉(zhuǎn)換卡、IEEE1394總線、內(nèi)置于VXI總線機箱的控制功能模塊(零槽控制器)與VXI測試系統(tǒng)機箱的連接，從面實現(xiàn)與VXI總線機箱及其測試模塊的控制。該系統(tǒng)為128通道動力學數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種數(shù)據(jù)采集方法，其包括以下步驟響應(yīng)信號由信號輸入隔離箱接入VXI總線機箱；通過采集模塊A/D轉(zhuǎn)換器完成動力學響應(yīng)數(shù)據(jù)的采集；所有采集數(shù)據(jù)通過VXI總線經(jīng)由IEEE1394連接線實時傳送到主控計算機；完成數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)存儲和實時顯示。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種VXI測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括VXI總線機箱VXI機箱是VXI總線設(shè)備的最基礎(chǔ)部分，VXI測控組合的供電、信號傳遞、模塊固定冷卻都是通過機箱來完成的；零槽控制器其可以實現(xiàn)上位機對VXI機箱中各功能模塊的控制；32通道高速并行A/D轉(zhuǎn)換模塊用于對多個通道的電壓信號的并行實時采集；32通道信號輸入隔離箱對輸入模擬信號進行電氣隔離，輸入與輸出沒有電氣連接，對信號沒有放大作用。硬件驅(qū)動模塊通過PCI總線將VXI測試系統(tǒng)硬件模塊連接到Windows操作系統(tǒng)上；硬件資源配置與驅(qū)動管理模塊用來搜索、辨識硬件模塊，并根據(jù)測試系統(tǒng)具體的硬件配置來調(diào)用相應(yīng)的驅(qū)動程序，以完成硬件底層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)；應(yīng)用系統(tǒng)測試運行引擎模塊其可以實現(xiàn)測試過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲的并行實時任務(wù)；應(yīng)用系統(tǒng)共用庫模塊其對動力學環(huán)境試驗中涉及到的各種參數(shù)、數(shù)據(jù)和用戶操作進行管理，并用于將應(yīng)用系統(tǒng)圖形用戶界面與應(yīng)用系統(tǒng)測試運行引擎進行連接；應(yīng)用系統(tǒng)圖形用戶界面用于應(yīng)用軟件的可視化。本發(fā)明充分考慮了硬件平臺的可擴展性和可維護性，采用的VXI總線技術(shù)性能上優(yōu)于上述幾種總線技術(shù)，滿足動力學試驗的測試要求。和國內(nèi)的測試系統(tǒng)相比，本發(fā)明的基于VXI總線技術(shù)建立的128個采集通道的測試系統(tǒng)尚處首創(chuàng)。根據(jù)下面提供的示例實施例的詳細說明和附圖，本發(fā)明可被更加充分地理解，所述詳細說明和附圖僅僅是為了說明的目的，因而并是限制本發(fā)明。圖1硬件平臺配置清單；圖2動力學數(shù)據(jù)采集分析軟件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可分為硬件平臺和軟件系統(tǒng)兩大部分，硬件平臺采用VXI總線結(jié)構(gòu)，包括PC主控計算機、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號輸入隔離箱、VXI總線機箱、打印機等，所有功能模塊和零槽控制器置于VXI總線機箱中；軟件系統(tǒng)采用WIND0WS2000平臺及其ViSualC/C++集成開發(fā)環(huán)境作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件框架，應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)自動測試系統(tǒng)測試任務(wù)的控制，完成數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)，實時數(shù)據(jù)處理等任務(wù)。硬件平臺及原理主控計算機對VXI總線機箱的通訊連接是按照VXI總線測試系統(tǒng)外置控制器方式，即通過插在主控計算機機箱內(nèi)的PCLink插卡和插在VXI機箱中的命令模件(零槽控制器)實現(xiàn)對VXI總線機箱及其測試模塊的控制，相互間通訊通過IEEE-1394標準總線實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在工作時，響應(yīng)信號由位于機箱后板內(nèi)的信號輸入隔離箱上的BNC接線盒輸入機箱，VXI總線機箱通過采集模塊A/D轉(zhuǎn)換器完成動力學響應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，采集模塊AMC2322所有采集數(shù)據(jù)通過VXI總線經(jīng)由IEEE1394連接線實時傳送到主控計算機，由主控計算機完成數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)存儲、實時顯示等任務(wù)，硬件系統(tǒng)原理框圖如圖l所示。為了實現(xiàn)128通道數(shù)據(jù)高速并行采集，解決了以下關(guān)鍵問題1)由于受物理尺寸的限制，要將128個并行a/d通道放在一塊C尺寸的VXI模塊上是不可能的，所以需要將這128個通道平均分配到幾個模塊上，但如果模塊數(shù)量過多，上位機在讀取數(shù)據(jù)時，又會減慢零槽控制器與上位機間的數(shù)據(jù)傳輸速率。最后，經(jīng)綜合考慮，采用每個模塊32通道的設(shè)計方案，這樣只要4個模塊就可以做到128通道的并行采集。2)為了在高采樣率下，AD模塊的采集數(shù)據(jù)能實時的傳輸?shù)缴衔粰C中，需要盡量提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率，為此，在驅(qū)動程序中采用塊傳輸?shù)姆绞?即猝發(fā)方式)實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳輸。在一定范圍內(nèi)，塊傳輸時數(shù)據(jù)塊的大小與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率成正比關(guān)系，即數(shù)據(jù)塊越大，系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸率越高。當單個AMC2322模塊的32通道工作在80KHz的采樣率下，或4塊AMC2322的128通道工作在20KHz的采樣率下時，數(shù)據(jù)流量均為5Mbyte/s，在即滿足這個速率，又留有余量的條件下，采用32K的數(shù)據(jù)塊大小，所以AMC2322的板上存儲器大小選取為64KW(中斷服務(wù)程序中只讀取FIFO大小的一半)。同時，32KW的緩存分配給模塊上的32個通道，每個通道的緩存實際為1KW，這樣在滿通道情況下，每隔1024個采樣點，上位機就可以進入中斷服務(wù)程序讀取一次數(shù)據(jù)，這樣既保證了采樣數(shù)據(jù)的實時傳輸，又使上位機中數(shù)據(jù)的刷新速度不至于太慢。3)32通道并行A/D模塊中，采樣頻率從1Hz90KHz連續(xù)可變(有間斷點)的實現(xiàn)。AD采樣頻率是通過對10腿z的標準時鐘信號進行分頻得到的。為了提高AD采樣頻率的分辨率，對10MHz分頻時采用了24bit寬度的計數(shù)器，由于位數(shù)足夠?qū)挘沟肁D采樣頻率在1Hz90KHz的范圍內(nèi)間斷點的寬度很小，基本實現(xiàn)了頻率的連續(xù)性。4)由于輸入信號要求電氣隔離，同時AD模塊上又沒有足夠的空間實現(xiàn)這一功能以及信號電氣隔離對電源的要求較高(主要是負載較大)，所以采用隔離箱的辦法，將128個通道的隔離通過4個32通道的外部電氣輸入隔離箱來實現(xiàn)。每個隔離箱不需要使用VXI系統(tǒng)中的電源，這樣有助于VXI系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時每個通道信號的輸入插頭采用BNC插頭，方便了被測信號的接入。5)為了128通道A/D的并行工作，需要有同一個采樣時鐘用來同步。我們將32通道并行A/D模塊的采樣時鐘設(shè)計為內(nèi)部時鐘和外部時鐘兩種。當一塊AMC2322單獨工作時，我們使用內(nèi)部時鐘即可；當需要模塊間同步工作時，將一塊AMC2322設(shè)為主模塊，其余的設(shè)為從模塊，主模塊除了向自己提供采樣時鐘外，還向其余的模塊提供采樣時鐘，這樣就可以做到128通道的完全同步。另外，表1給出了硬件平臺配置清單，其中(l)VXI總線機箱為使測量儀器有良好的冷卻和供電條件，并留出一定余量，我們選用AgilentE8401A13槽C尺寸VXI機箱。(2)VXI零槽控制器安捷倫公司的E8491B零槽控制器有一內(nèi)置IEEE-1394PCLinkToVXI接口模塊，利用該控制器可以通過一根4米長的電纜和一個PCI插卡將計算機直接連接到VXI背板上?；贗EEE-1394技術(shù)的VXI零槽控制器，有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，有良好的應(yīng)用性能和較高的性能價格比。通過實際測試，此連接方式可以達到7-8Mbytes/s的數(shù)據(jù)傳輸率，滿足128通道動力學數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2Mbytes/s的要求并有很大的余地。(3)32通道并行A/D采集模塊為滿足128通道動力學集成化綜合測試系統(tǒng)的需求，我們采用外協(xié)單位研制的32通道通用并行A/D采集模塊，該模塊VXI接口類型為寄存器基，A16/D16方式，支持VXI中斷功能；每通道的采樣率從1Hz到90KHz連續(xù)可變，并可通過軟件進行設(shè)置；AD采樣時鐘可以是內(nèi)部時鐘或外部時鐘，并可通過軟件選擇；每通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換分辨率為16bit;所有通道共用一個64KW的FIF0作為緩存，通過上位機可以將該緩存中存儲的數(shù)據(jù)讀走；該模塊具有兩種工作方式單次采集和連續(xù)采集(即實時采集)，工作方式的選擇完全由軟件程序決定。(4)32通道信號輸入隔離箱該隔離箱采用2U的高度，每路信號在隔離前使用單獨的隔離電源，隔離后共同使用系統(tǒng)電源。每路信號輸入端子為BNC插頭，該模塊還具有"直通"功能，即輸入信號不經(jīng)過隔離直接輸出，該功能通過信號輸入BNC端子上方的手動開關(guān)進行設(shè)置。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>1硬件平臺配置清單軟件系統(tǒng)軟件采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)及功能模塊分層管理的設(shè)計思想，使得軟件系統(tǒng)具有易用性、通用性、可維護性、可擴充性、可移植性等特點。整個軟件系統(tǒng)采用標準化設(shè)計及結(jié)構(gòu)化編程方法，遵循軟件和硬件相對獨立、測試流程與測試程序相對獨立的設(shè)計原則，以確保動力學綜合測試系統(tǒng)的通用性及可擴展性，滿足動力學環(huán)境模擬各種不同試驗條件下所要求的數(shù)據(jù)采集與測試分析功能。根據(jù)動力學數(shù)據(jù)采集分析軟件系統(tǒng)的功能與特點，我們將軟件系統(tǒng)分成6個層次及相對應(yīng)的功能模塊進行研發(fā)管理，如圖2所示。(1)VXI測試系統(tǒng)硬件模塊包括VXI總線機箱、32通道并行A/D采集板卡、零槽控制器和輸入隔離箱。一塊或多塊采集板卡可以形成不同規(guī)模的動力學集成化綜合測試系統(tǒng)。(2)硬件驅(qū)動程序通過PCI總線為VXI測試系統(tǒng)硬件模塊和Windows操作系統(tǒng)搭起了一座橋梁。(3)硬件資源配置與驅(qū)動管理用來搜索、辨識硬件模塊，并根據(jù)測試系統(tǒng)具體的硬件配置來調(diào)用相應(yīng)的驅(qū)動程序，以完成硬件底層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。該層的存在實現(xiàn)了測試應(yīng)用軟件獨立于具體的硬件配置，使得應(yīng)用軟件具有通用性，在硬件配置改變時無需修改軟件程序。(4)應(yīng)用系統(tǒng)測試運行引擎該層是測試系統(tǒng)的主體，它包括在測試過程中一些共用的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲等功能引擎庫和完成相應(yīng)測試任務(wù)的應(yīng)用軟件(如正弦掃描測量和隨機振動測量等應(yīng)用軟件)，測試過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲等并行實時任務(wù)都在此層完成。(5)應(yīng)用系統(tǒng)共用庫負責對航天器動力學環(huán)境試驗中涉及到的各種參數(shù)、數(shù)據(jù)和用戶操作進行管理，是連接應(yīng)用系統(tǒng)圖形用戶界面和測試運行引擎的一座橋梁。(6)應(yīng)用系統(tǒng)圖形用戶界面應(yīng)用軟件的所有可視部分將包括在該層。系統(tǒng)性能優(yōu)勢128通道DMS-100動力學環(huán)境試驗試驗數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的各項技術(shù)指標如下參具有128路A/D，4路D/A的測試容量；參128通道A/D并行高速采集能力；參A/D單通道最高采樣率可達90kHz;參A/D通道分辨率為16位，動態(tài)范圍大于90dB;參通道隔離度大于90dB;參每通道數(shù)據(jù)采集精度最大誤差小于0.5%FSB;參單端電壓輸入方式，量程范圍為±10V;參A/D采樣頻率在DC90kHz之間可進行任意值設(shè)置；參32路A/D采集板擁有64KW深度的FIFO;參具有數(shù)據(jù)采集、實時數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲與回復、數(shù)據(jù)處理與圖形顯示、報警條件的設(shè)置與生效等功能；參具備對5100Hz正弦掃描、1020kHz隨機振動力學環(huán)境試驗進行數(shù)據(jù)采集與處理的能力。該系統(tǒng)研制成功后，與目前在航天器動力學環(huán)境試驗中使用的國外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)指標進行了對比研究，系統(tǒng)在并行高速同步采樣、單通道最高采樣率、采集通道分辨率、采集通道量程范圍等方面與引進的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(美國并行公司ISTAR系統(tǒng)、比利時LMS公司SCADASIII數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))相比性能處在同等水平，如表2所示，可實現(xiàn)128通道數(shù)據(jù)高速并行同步采集，實時傳輸和存儲，具備對正弦掃描和隨機振動力學環(huán)境試驗進行數(shù)據(jù)采集與處理的功能，滿足航天器動力學環(huán)境試驗所要求的大容量數(shù)據(jù)并行采集、實時傳輸以及穩(wěn)定可靠的技術(shù)要求。表2四種數(shù)采系統(tǒng)技術(shù)指標比較<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>DMS-IOO動力學數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)課題目標配置了128個采集通道，但在研制過程中，充分考慮了硬件平臺的可擴展性和可維護性。在這個方面，美國并行公司ISTAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是基于VME總線建立的，有著維護和升級困難的缺點；LMS公司的SCADASIII系統(tǒng)是基于PCI總線技術(shù)建立的，在計算機總線上組建內(nèi)置式大規(guī)模動力學測試系統(tǒng)類似于VME總線，有著同樣的缺點；LMS公司的HP3565采用的是IEEE-488通用總線，傳輸率不高，不太適合高速傳輸?shù)拇笾行蛣恿W測試系統(tǒng)。我們采用的VXI總線技術(shù)性能上優(yōu)于上述幾種總線技術(shù)，滿足我們動力學試驗的測試要求。除了技術(shù)上的原因外，好多國外引進的設(shè)備是一個黑匣子，我們本身無法在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上對其進行通道擴充。和國內(nèi)的測試系統(tǒng)相比，這種基于VXI總線技術(shù)建立的128個采集通道的測試系統(tǒng)是沒有的。權(quán)利要求一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于完成數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)存儲和實時顯示任務(wù)的主控計算機；內(nèi)置具有較高數(shù)據(jù)傳輸速率的零槽控制器和A/D轉(zhuǎn)換功能模塊的VXI總線機箱；對輸入的模擬信號進行電氣隔離的輸入隔離箱；其中主控計算機是按照VXI總線測試系統(tǒng)外置控制器方式與VXI總線機箱及其測試模塊進行通信的。2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中主控計算機機箱中內(nèi)置PCI-1394轉(zhuǎn)換卡。3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中VXI總線測試系統(tǒng)外置控制方式也即主控計算機通過內(nèi)置于計算機的PCI-1394轉(zhuǎn)換卡、IEEE1394總線、內(nèi)置于VXI總線機箱的零槽控制器與VXI測試系統(tǒng)機箱進行連接，從而實現(xiàn)與VXI總線機箱及其測試模塊的控制。4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)為128通道動力學數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其是通過采用4個32通道的模塊來實現(xiàn)并行采集的。6.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)采用塊傳輸?shù)姆绞郊粹Оl(fā)方式來實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳輸。7.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中將采樣時鐘設(shè)計為內(nèi)部時鐘和外部時鐘來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行采集。8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中當一個32通道模塊AMC2322單獨工作時，我們使用內(nèi)部時鐘即可；當需要各個模塊間同步工作時，將一塊AMC2322設(shè)為主模塊，其余的設(shè)為從模塊，主模塊除了向自己提供采樣時鐘外，還向其余的模塊提供采樣時鐘，這樣就可以做到128通道的完全同步。9.如權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于航天器動力學環(huán)境中。10.—種數(shù)據(jù)采集方法，其包括以下步驟響應(yīng)信號由信號輸入隔離箱接入VXI總線機箱；通過采集模塊A/D轉(zhuǎn)換器完成動力學響應(yīng)數(shù)據(jù)的采集；所有采集數(shù)據(jù)通過VXI總線經(jīng)由IEEE1394連接線實時傳送到主控計算機，完成數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)存儲和實時顯示。11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)采集方法，其可以實現(xiàn)128通道的數(shù)據(jù)采集。12.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)采集方法，該方法是通過采用4個32通道的模塊來實現(xiàn)并行采集的。13.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)采集方法，其中該方法采用塊傳輸?shù)姆绞郊粹Оl(fā)方式來實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳輸。14.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)采集方法，其中將采樣時鐘設(shè)計為內(nèi)部時鐘和外部時鐘來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行采集。15.如權(quán)利要求14所述的數(shù)據(jù)采集方法，其中當一個32通道模塊AMC2322單獨工作時，我們使用內(nèi)部時鐘即可；當需要各個模塊間同步工作時，將一塊AMC2322設(shè)為主模塊，其余的設(shè)為從模塊，主模塊除了向自己提供采樣時鐘外，還向其余的模塊提供采樣時鐘，這樣就可以做到128通道的完全同步。16.如權(quán)利要求10至15任一權(quán)利要求所述的數(shù)據(jù)采集方法，該方法主要用于航天器動力學環(huán)境中。17.—種VXI測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括VXI測試系統(tǒng)硬件模塊；硬件驅(qū)動模塊通過PCI總線將VXI測試系統(tǒng)硬件模塊連接到Windows操作系統(tǒng)上；硬件資源配置與驅(qū)動管理模塊用來搜索、辨識VXI測試系統(tǒng)硬件模塊，并根據(jù)測試系統(tǒng)具體的硬件配置來調(diào)用相應(yīng)的驅(qū)動程序，以完成硬件底層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)；應(yīng)用系統(tǒng)測試運行引擎模塊其可以實現(xiàn)測試過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲的并行實時任務(wù)；應(yīng)用系統(tǒng)共用庫模塊其對動力學環(huán)境試驗中涉及到的各種參數(shù)、數(shù)據(jù)和用戶操作進行管理，并用于將應(yīng)用系統(tǒng)圖形用戶界面與應(yīng)用系統(tǒng)測試運行引擎進行連接；應(yīng)用系統(tǒng)圖形用戶界面用于應(yīng)用軟件的可視化。18.如權(quán)利要求17所述的VXI測試系統(tǒng)硬件模塊，其中包括VXI總線機箱、內(nèi)置于其中的32通道并行A/D采集模塊和零槽控制器、32通道信號輸入隔離箱。全文摘要本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和方法，特別涉及航天器動力學環(huán)境的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括用于完成數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)存儲和實時顯示任務(wù)的主控計算機；內(nèi)置具有較高數(shù)據(jù)傳輸速率的零槽控制器和A/D轉(zhuǎn)換功能模塊的VXI總線機箱；對輸入的模擬信號進行電氣隔離的輸入隔離箱；其中主控計算機是按照VXI總線測試系統(tǒng)外置控制器方式與VXI總線機箱進行通信的。本發(fā)明可實現(xiàn)128通道數(shù)據(jù)高速并行同步采集，實時傳輸和存儲，具備對正弦掃描和隨機振動力學環(huán)境試驗進行數(shù)據(jù)采集與處理的功能，滿足航天器動力學環(huán)境試驗所要求的大容量數(shù)據(jù)并行采集、實時傳輸以及穩(wěn)定可靠的技術(shù)要求。文檔編號G01M9/06GK101738301SQ20081018060公開日2010年6月16日申請日期2008年11月17日優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日發(fā)明者于丹,馮咬齊,崔俊峰,沈鳳霞,王鶴,韓曉健申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所