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在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低?；趫D形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛校灿写蟛糠秩耸褂肙rigin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖?？蓪D形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上?；贚abVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

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在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低?；趫D形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛校灿写蟛糠秩耸褂肙rigin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖。可對圖形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上?；贚abVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

baumer 11078550 GMP1,0 LT-1 B5S 55 14X30 編碼器
baumer 11081064 GMP1,0 LT-10 + FS90-1 B5S 14x30 編碼器
baumer 11082668 GMP1,0 LT-10 + FS90-2 B5n 14X30 編碼器
baumer 11089528 GMP1,0 LT-10 + OG9 D 25 B5n 14X30 FV 編碼器
baumer 11093481 GMP1,0 LT-10 B14 14x30 FV 編碼器
baumer 11083275 GMP1,0 LT-10 B3/B5/B14 12x20/10x15 編碼器
baumer 11055545 GMP1,0 LT-10 B5K 14x30 編碼器
baumer 11105728 GMP1,0 LT-10 B5k 14X30 SR 編碼器
baumer 11086071 GMP1,0 LT-10 B5k B14 14X30 / 10X15 編碼器
baumer 11077853 GMP1,0 LT-10 B5n 14X30 / 10X15 編碼器
baumer 11088571 GMP1,0 LT-10 B5n 14X30 FV 編碼器
baumer 11087361 GMP1,0 LT-10+POG9 DN 1000+FSL3 B5k 14x30 編碼器
baumer 11076790 GMP1,0 LT-14 B5 12X20 編碼器
baumer 11095641 GMP1,0 LT-3 B5 12X20 編碼器
baumer 11099162 GMP1,0 LT-4 + FS90-1 B5n 14X30 編碼器
baumer 11077412 GMP1,0 LT-4 + FS90-2 B5n 14X30 編碼器
baumer 11099952 GMP1,0 LT-4 + FS90-3 B5n 14X30 編碼器
baumer 11111431 GMP1,0 LT-4 + FS90-4 B3 12x20 編碼器
baumer 11087654 GMP1,0 LT-4 + FS90-4 B5 12X20 編碼器
baumer 11084801 GMP1,0 LT-4 + FS90-4 B5n 14X30 FV 編碼器
baumer 11084808 GMP1,0 LT-4 + FS90-5 B5n 14X30 FV 編碼器
baumer 11090504 GMP1,0 LT-4 + FS90-5 B5S 14x30 編碼器
baumer 11084770 GMP1,0 LT-4 + POG9 D 600 B5n 14X30 編碼器
baumer 11084431 GMP1,0 LT-4 B14 14x30 FV 編碼器
baumer 11055540 GMP1,0 LT-4 B3 12X20 編碼器
baumer 11077006 GMP1,0 LT-4 B3 12X20 FV 編碼器
baumer 11094278 GMP1,0 LT-4 B3 12x20/10x15 + Haube 編碼器
baumer 11084598 GMP1,0 LT-4 B3 12x20/10x15 FV 編碼器
baumer 11083651 GMP1,0 LT-4 B3/B5 12x20/10x15 FV + Haube 編碼器
baumer 11083637 GMP1,0 LT-4 B3/B5/B14 12x20/10x15 FV 編碼器
baumer 11066658 GMP1,0 LT-4 B5 12x20 編碼器
baumer 11075516 GMP1,0 LT-4 B5 12X20 FV 編碼器
baumer 11084368 GMP1,0 LT-4 B5 12x20/10x15 編碼器
baumer 11090951 GMP1,0 LT-4 B5 55 12X20/NORIS FV 編碼器
baumer 11084678 GMP1,0 LT-4 B5k 14X30 編碼器
baumer 11075534 GMP1,0 LT-4 B5k 14X30 FV 編碼器
baumer 11092657 GMP1,0 LT-4 B5k B14 14X30 / 10X15 編碼器
baumer 11055546 GMP1,0 LT-4 B5N 14x30 編碼器
baumer 11077410 GMP1,0 LT-4 B5n 14X30 / 10X15 編碼器
baumer 11055496 GMP1,0 LT-4 B5N 14x30 FV 編碼器
baumer 11084802 GMP1,0 LT-4 B5n 14X30/10X15 FV 編碼器
baumer 11085945 GMP1,0 LT-4 B5N/B14 55 14x30 / Noris FV 編碼器
baumer 11055543 GMP1,0 LT-4 B5S 14X30 編碼器
baumer 11075874 GMP1,0 LT-4 B5s 14X30 / 10X15 FV 編碼器
baumer 11077199 GMP1,0 LT-4 B5s 14X30 / NORIS FV 編碼器
baumer 11080781 GMP1,0 LT-4 B5S 55 14X30 FV 編碼器
baumer 11102467 GMP1,0 LT-5 B14 14x30 編碼器
baumer 11082025 GMP1,0 LT-5 B5 12X20 編碼器

在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低?；趫D形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛?，也有大部分人使用Origin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖?？蓪D形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上?；贚abVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

baumer 11097491 GMP1,0 LT-6 + FS90-2 B5n 14X30 FV 編碼器
baumer 11086171 GMP1,0 LT-6 + FS90-2 B5S 14x30 編碼器
baumer 11089540 GMP1,0 LT-6 B3 12X20 FV 編碼器
baumer 11093575 GMP1,0 LT-6 B3/B5/B14 12x20/10x15 AB-H 編碼器
baumer 11078777 GMP1,0 LT-7 + FS90-1 B14 14x30 編碼器
baumer 11080401 GMP1,0 LT-7 + FS90-3 B5kd 14X30 編碼器
baumer 11091906 GMP1,0 LT-7 B3 12X20 編碼器
baumer 11098672 GMP1,0 LT-7 B5 + POG9GDN100I / DN512TTL 編碼器
baumer 11099126 GMP1,0 LT-7 B5 12X20 編碼器
baumer 11092476 GMP1,0 LT-7 B5f 55 16k1:30 編碼器
baumer 11076042 GMP1,0 LT-7 B5k 14X30 編碼器
baumer 11080015 GMP1,0 LT-7 B5k B14 14X30 / 10X15 編碼器
baumer 11055547 GMP1,0 LT-7 B5N 14x30 編碼器
baumer 11055544 GMP1,0 LT-7 B5S 14X30 編碼器
baumer 11085251 GMP1,0 LT-7 B5S 55 14X30 FV 編碼器
baumer 11102007 GMP1,0 LT-8 B5s/B14 14X30 / 10X15 編碼器
baumer 11084427 GMP1,0/TDP13 AB-HAUBE V 2WE 67 編碼器
baumer 11111547 GMPZ1,0 LT-1 B3 12X20 / 10X15 編碼器
baumer 11089017 GMPZ1,0 LT-1 B5 12X20 編碼器
baumer 11078459 GMPZ1,0 LT-1 B5N 14X30 編碼器
baumer 11092540 GMPZ1,0 LT-10 B5K 14x30 / 10X15 編碼器
baumer 11113386 GMPZ1,0 LT-4 + POG9 DN 1000 I + FSL2 編碼器
baumer 11095827 GMPZ1,0 LT-4 + POG9 DN 112 B14/B14 編碼器
baumer 11102322 GMPZ1,0 LT-4 B3 12X20 編碼器
baumer 11089170 GMPZ1,0 LT-4 B3 12X20 / 10X15 編碼器
baumer 11088885 GMPZ1,0 LT-4 B5 12X20 編碼器
baumer 11101507 GMPZ1,0 LT-4 B5 12x20/10x15 編碼器
baumer 11091365 GMPZ1,0 LT-4 B5K 14x30 FV 編碼器
baumer 11083374 GMPZ1,0 LT-4 B5s 14X30 編碼器
baumer 11084433 GMPZ1,0 LT-4 B5S 14x30/10x15 編碼器
baumer 11113249 GMPZ1,0 LT-5 B3 12X20 編碼器
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baumer 11032202 GNAMG.0153P32 編碼器
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baumer 10167424 GNAMG.0155PA2 編碼器
baumer 11002147 GNAMG.0213P32 編碼器
baumer 11002473 GNAMG.0213PA2 編碼器

在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低?；趫D形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛?，也有大部分人使用Origin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖?？蓪D形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上。基于LabVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

baumer 11032208 GNAMG.0215P32 編碼器
baumer 11032209 GNAMG.0215PA2 編碼器
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baumer 11055562 GT3.10L/405 6H7 編碼器
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baumer 11095627 GT5.05 L /410 12M SP AB-H PG7 編碼器
baumer 11077408 GT5.05 L/402,5 10H7 Steckerdeckel 編碼器
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baumer 11042554 GT5.05 L/407 12H7 編碼器
baumer 11100107 GT5.05 L/407 12H7 Kü 編碼器
baumer 11042555 GT5.05 L/407 8H7 編碼器
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baumer 11078774 GT5.05 L/409 12,7H7 Kü 編碼器
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baumer 11042560 GT5.05 L/410 12H7 編碼器
baumer 11066624 GT5.05 L/410 8H7 編碼器
baumer 11076061 GT5.05 L/410 8H7 編碼器
baumer 11056794 GT5.05 MONTAGEKEGEL 編碼器
baumer 11081081 GT5.05L/402,5 10H7 Steckkontakte 編碼器
baumer 11086706 GT5.05L/407 12,7H7 編碼器
baumer 11066627 GT5.05L/409 12,7H7 編碼器
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baumer 11087316 GT7.08 L/410 14H7 KAB 0,6 編碼器
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baumer 11067449 GT7.08 L/415 9H7 編碼器
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baumer 11075526 GT7.08 L/420 14H7 für Anbau FOG9 編碼器
baumer 11067451 GT7.08 L/420 14H7 KAB 0,6 編碼器
baumer 11067457 GT7.08 L/420 14H7 PF Kab 0,3 編碼器
baumer 11097338 GT7.08 L/420 15H7 Kab 0.6 編碼器
baumer 11097593 GT7.08 L/420 15H7 ST-RAD 編碼器

在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低?；趫D形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛校灿写蟛糠秩耸褂肙rigin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖?？蓪D形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上。基于LabVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

baumer 11002449 GT7.08 L/420 16H7 編碼器
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在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低。基于圖形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛?，也有大部分人使用Origin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖?？蓪D形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上。基于LabVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

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在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低?；趫D形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛校灿写蟛糠秩耸褂肙rigin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖。可對圖形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上。基于LabVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

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在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低?；趫D形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]。科研試驗中，也有大部分人使用Origin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖?？蓪D形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上。基于LabVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

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在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低?；趫D形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛?，也有大部分人使用Origin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖。可對圖形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上?；贚abVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

baumer 11032473 GXMMS.2205P32 編碼器
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在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低。基于圖形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛?，也有大部分人使用Origin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖?？蓪D形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據?？傂袛?mdash;——讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上?；贚abVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。

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在航空發(fā)動機的研制過程中，經常需要對試驗數據進行分析。傳統(tǒng)的數據分析軟件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺點，效率偏低?；趫D形化編程工具LabVIEW進行數據分析平臺的設計，其應用表明，該數據分析平臺具有數據處理效率高、人機交互界面友好等優(yōu)點，可以在各航空發(fā)動機型號中推廣使用。

關鍵詞：LabVIEW軟件；航空發(fā)動機；數據分析

1概述

在型號研制過程中，為了完成考核試驗，需要制造一定數量的試驗發(fā)動機，須經過一定的運轉時數以達到考核的目的。據統(tǒng)計，型號研制一般需要20～30臺試驗發(fā)動機。發(fā)動機臺架試車時數一般是5000～8000h，發(fā)動機還遠遠超過這些數字[1]。長期的試驗，伴隨大量的試驗數據，通過試驗數據分析可以知道發(fā)動機的性能好壞或者排查試驗故障。在發(fā)動機研制過程的工程研制階段，往往故障頻發(fā)；而到了設計定型階段以后，簡單常見的故障都已排除，這時候出現的故障往往偏系統(tǒng)性，定位也不太明確。發(fā)動機這些故障的排除，離不開試驗數據的采集與分析。美國國家儀器公司（NationalInstruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，它與VisualC＋＋、Java等計算機編程語言相比，它拋棄了晦澀難懂的文本代碼，使得計算機編程不再是少數人的篆隸[2]。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向終用戶的工具。所有的LabVIEW應用程序，即虛擬儀器（VI），由前面板和程序框圖組成。前面板是用來放置各種控件的，程序框圖是用來編寫代碼，不過LabVIEW的代碼是*圖形化的。LabVIEW提供了實現儀器編程和數據采集系統(tǒng)的便捷途徑。近年來，LabVIEW得到了業(yè)界的普遍認可，越來越多的編程人員開始使用LabVIEW并把它作為編程語言的手選，通過使用LabVIEW功能強大的圖形化編程語言能夠成倍地提高編程效率。

2需求分析

在航空發(fā)動機的試驗與試飛過程中，往往會碰到各種各樣的故障，這個時候就需要查看試驗試飛的數據（一般為txt或者csv格式），通過數據分析，發(fā)現問題所在。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大，可以滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令[3]?？蒲性囼炛校灿写蟛糠秩耸褂肙rigin進行數據分析，Origin為OriginLab公司出品的簡單易學、操作靈活的繪圖軟件，且圖形界面漂亮，但是它也存在以下缺點：（1）繪圖后需手動改變圖例文字的大小、手動更改坐標范圍及定制柵格線。（2）沒有繪制數字量數據的選項，因為數字量數據不是0就是1，使用Origin繪圖，所有數字量數據線會相互重疊。而對數字量數據進行四則運算后再繪圖，無疑會增加工作量。（3）Origin繪制圖形后，在已繪制的圖形上增減另一參數的數據線時，需要重新定制坐標范圍與注釋文本，這在進行故障分析時，效率極為低下。因此，為了解決通用繪圖軟件存在的各種弊端，開發(fā)一款的數據分析軟件，同時適合txt和csv格式，是及其必要的。

3軟件設計

3.1主要設計思想

采用事件結構（EventStructure）的方式，事件結構可以用于編寫等待事件發(fā)生的高效代碼。事件結構的優(yōu)點是可以減少CPU占用率，響應及時。事件發(fā)生是由操作系統(tǒng)檢測的，并且在沒有事件發(fā)生時，系統(tǒng)一直處于等待狀態(tài)，避免了輪詢中的無意義查詢。事件結構的每一個分支，可以注冊用來處理一個或多個事件。本數據分析軟件采用常用的While循環(huán)+事件結構的方法，把“開始繪圖”、“數據輸出”等按鈕控件的值改變、“參數文件路徑”值改變、“波形圖”游標移動、標尺范圍更改等注冊為事件結構的一個分支，在每一個事件分支中進行相應的事件處理。

3.2總體框架路徑

輸入控件，用于打開需要繪圖的數據文件，波形圖控件用于顯示模擬量數據（如轉速、排氣溫度、燃油流量等），數字波形圖控件用于顯示數字量數據（開關量、故障字等），多列列表框用于實時顯示當前的參數名與數值。波形圖與數字波形圖上下并排放在一起，兩者共用同一橫坐標。

3.3軟件實現

3.3.1軟件工作流程軟件平臺工作流程如圖1所示。先通過參數配置VI生成繪圖參數文件，再打開主程序，加載配置文件，進行繪圖?？蓪D形進行縮放，拖動游標實時顯示游標處的各參數值，后對圖形添加注釋并截圖保存。3.3.2得到參數配置文件進行數據繪圖前，先要告訴軟件該列數據的參數名，是轉速、排氣溫度還是其他。然而由于不同數據文件中的參數名、參數個數和參數名的位置通常不一樣，這里使用以下方法進行參數名的提取，如圖2所示。使用“讀取文本文件”函數（按行）讀取數據文件到字符串顯示控件，讀取到參數名時將其添加到列表框控件，后使用“寫入文本文件”函數把這些參數名保存到Excel格式參數配置文件中，如圖3所示。左邊一列為全部參數名，第二、三列分別為模擬量參數在全部參數中的序列號與它的參數名，第四、五列為數字量參數在全部參數中的序列號與它的參數名。繪圖時增減繪圖參數，可直接在Excel參數配置文件中修改，再加載進繪圖軟件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取數據到數組對于大數據文件（幾百MB甚1GB以上），使用“讀取文本文件”函數，會存在等待時間過長或者提示“完成該操作所需內存不足”的現象。在讀取數據文件時，采用按行讀取的方式，見圖4，并加入計數循環(huán)次數限定，分別有起始行、總行數、大索引值，在碰到這些限制值時及時跳出循環(huán)，減少循環(huán)次數，避免因為數據文件太大而導致計算機出現不響應的現象。起始行———從數據文件的第幾行開始讀取數據。總行數———讀取到數據文件的第幾行結束。大索引———參數配置文件中，所需繪圖參數的大索引值，代表每一行中要讀取的數據個數。有用數據———在進行數據分離后得到的字符串數組。數據分離使用“匹配模式”函數，其正則表達式設為“[0-9.:-]+”，可以有效分離數據文件中的正負數值、時間，存入字符串數組，以備繪圖時調用。3.3.4實時顯示坐標值為了實時顯示當前點的參數值，在波形圖與數字波形圖中以寫入游標列表的形式創(chuàng)建動態(tài)游標，如圖5所示通過檢測游標移動事件的方式，將各參數曲線在游標處的值實時顯示到多列表控件中。3.3.5圖形縮放用圖形工具選板進行圖形縮放時，為了使波形圖和數字波形圖共用同一橫坐標，需要注冊“標尺范圍改變”事件。在“標尺范圍改變”事件中，波形圖與數字波形圖的橫坐標范圍相互賦值。然后將橫坐標范圍的平均值賦給游標索引，使圖形縮放后，游標顯示在圖形的中心。

4運行結果

軟件讀取某發(fā)動機試驗數據后繪圖如圖6，波形圖中顯示轉速（N）、排氣溫度（EGT）、測量的燃油流量（WF）等，數字波形圖中顯示起動開關、起動過程中等數字量。移動黃顏色的游標（圖6中虛線），右側列表框會實時顯示游標處坐標點的各參數值，文本框實時顯示對應的數據記錄時間；根據需求，還可以使用波形圖與數字波形圖的圖形工具選板對圖形進行縮放；也可以右擊圖形界面，在菜單中選擇“創(chuàng)建注釋”，在合適的位置添加注釋文字，如圖6中分別在排氣溫度（EGT）和測量的燃油流量（WF）曲線上標注“78.5”、“44.9”。5結語發(fā)動機試驗數據的分析是一項繁重、費時的工作，使用通用的數據繪圖軟件，通常效率低下。據統(tǒng)計，在熟練的情況下，使用通用繪圖軟件如Origin想把某一次的試驗數據通過圖形表達清楚，往往需要耗時半天以上。基于LabVIEW友秀的編程環(huán)境，設計了友好的人機交互界面，通過該數據平臺，1小時以內就能完成一次數據分析；增刪繪圖曲線時，通過修改參數配置文件，5分鐘以內就可以完成圖形重繪。由于該數據處理平臺繪圖參數是從原數據文件直接讀取的，不局限于單一的發(fā)動機型號，它適用于一切txt和csv格式數據文件的分析，可以推廣到各發(fā)動機型號中使用。