CN109269758A - 一种风洞三自由度模型插入机构控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种风洞三自由度模型插入机构控制系统及方法，所述的三个自由度分别为竖直Y方向、水平X方向、俯仰α方向；试验模型的Y方向、X方向上安装位移传感器、α方向安装角度传感器；三个自由度上均安装执行器，通过驱动元件驱动执行器实现对应的运动；试验模型插入机构的X方向、α方向自由度及其执行器均放置于一个水平工作平台上，由Y向自由度支撑；上位机以运动序列的形式，将当前试验的常规运动序列按顺序逐条打包并处理成PXI控制器能够识别的指令形式发送至PXI控制器；PXI控制器接收上述指令并进行解析，形成对应驱动元件的控制指令并发送至对应的驱动元件，接收PXI多功能采集板卡的反馈信息，当执行器执行到位时，反馈运动到位信息至上位机；当所有运动序列均完成后，上位机及PXI控制器均进入待机状态。

Description

一种风洞三自由度模型插入机构控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种风洞三自由度模型插入机构控制系统，适用于大型高超声速风洞中多自由度模型插入机构安全、灵活、快速、精准的定位。

背景技术

风洞试验是一种常见的空气动力学研究方式，模型插入机构是风洞试验对象进行各种姿态模拟的载体，对模型插入机构进行安全、快速、精准的控制是风洞试验的重要环节。

目前常用的模型插入机构多为单自由度或双自由度的运动应用环境，且多采用工控机或PLC进行控制，导致模型姿态单一、控制实时性差，造成风洞试验资源浪费。

在大型高超声速风洞中，试验环境恶劣、危险性高、耗电耗气量巨大，需要一种能提供安全、灵活、快速、精准模型运动定位的控制系统。

发明内容

本发明的技术解决问题是：为克服上述缺点并满足风洞试验技术日益增高的要求本发明提供了一种风洞三自由度模型插入机构控制系统，为大型高超声速风洞中的三自由度模型插入机构提供安全、灵活、快速、精准的定位。

本发明的技术解决方案是：一种风洞三自由度模型插入机构控制系统，所述的三个自由度分别为竖直Y方向、水平X方向、俯仰α方向；包括上位机、PXI控制器、PXI多功能采集板卡、驱动元件和执行器，位移传感器、角度传感器；PXI多功能采集板卡采集位移传感器、角度传感器的信号；

试验模型的Y方向、X方向上安装位移传感器、α方向安装角度传感器；三个自由度上均安装执行器，通过驱动元件驱动执行器实现对应的运动；试验模型插入机构的X方向、α方向自由度及其执行器均放置于一个水平工作平台上，由Y向自由度支撑；

上位机以运动序列的形式，将当前试验的常规运动序列按顺序逐条打包并处理成PXI控制器能够识别的指令形式发送至PXI控制器；

PXI控制器接收上述指令并进行解析，形成对应驱动元件的控制指令并发送至对应的驱动元件，接收PXI多功能采集板卡的反馈信息，当执行器执行到位时，反馈运动到位信息至上位机；

当所有运动序列均完成后，上位机及PXI控制器均进入待机状态。

优选的，上位机上的运动序列还包括紧急回零序列，紧急回零序列设置为各自由度以最大速度无延迟依次回到各自由度最安全的位置；当需要紧急回零时，上位机将紧急回零序列按照α方向、X方向、Y方向顺序逐条打包并处理成PXI控制器能够识别的指令形式发送至PXI控制器；由PXI控制器根据指令控制驱动元件带动执行器使得试验模型回到各自由度最安全的位置。

优选的，上位机上设计运动序列设置模块，该模块接收外部输入的运动序列；或者提供界面，由人工输入运动序列。

优选的，通过限位开关和急停按钮的方式，实现整个插入机构的总急停、或Y向急停、或X向急停，或α向急停，或者任意多个自由度的急停。

优选的，所述的急停通过在每个自由度上设置两个限位开关、急停按钮、两通道继电器实现；具体的，每个自由度的两个限位开关和急停按钮均采用常闭点且接到对应的两通道继电器上，作为继电器线圈的吸合信号；用于各自由度动力源的控制线串接通过上述三个两通道继电器的一个通道，两通道继电器的另外一个通道与PXI多功能采集板卡连接。

优选的，所述的总急停通过上位机接收急停信号，将急停信号发送至PXI控制器，由PXI控制器取消各自由度的使能信号，使各自由度均马上停止运动，PXI控制器重新初始化。

优选的，所述的驱动元件为伺服驱动器、液压伺服阀组；对应的执行器为伺服电机、液压伺服缸；Y方向采用液压伺服缸驱动，X方向和α方向采用伺服电机驱动。

优选的，还包括运动控制板卡，该运动控制板卡中通过两个通道分别与伺服驱动器连接；运动控制板卡接收PXI控制器的控制指令，将控制指令通过对应的通道发送至伺服驱动器，伺服驱动器对伺服电机进行闭环控制，当伺服电机执行到位时，伺服驱动器通知运动控制板卡，再由PXI控制器反馈运动到位信息至上位机。

优选的，液压油源到液压伺服缸要经过使能阀、液压锁和液压伺服阀组三道装置，其中液压锁能瞬间将液压油路锁死，阻止油缸的运动；液压伺服阀组采用双液压伺服阀并联的模式，当其中一个液压伺服阀出现故障的时候，另外一个液压伺服阀继续保持Y向工作；当Y向不工作时，通过使能阀阻断液压油源。

优选的，在风洞试验段的两侧安装Y向锁紧缸，该锁紧缸为一对液压插销缸，在Y向到位后伸出，用于Y向插入机构到位后保护因液压油源突然消失等原因引起的Y向下落危险。

优选的，所述的PXI控制器通过下述方式实现：

当扫描到上位机发送的指令后，解析指令中的运动信息：即确定将要执行哪个自由的运动，运动的目标位置、速度、延迟时间；

若为Y向运动，将目标位置、Y向锁紧缸位置与Y向当前位置进行比较，同时读取Y向锁紧缸的当前伸出缩回状态；根据上述信息判断Y向的运动方向以及是否需要动作Y向锁紧缸；依次使能液压油源、取消液压锁、使能液压伺服阀，对液压伺服阀进行控制，实时获取Y向位置进行闭环控制，直至Y向位置达到目标位置；Y向到位后，依次取消液压伺服阀使能、使能液压锁、取消液压油源使能；同时发送运动到位信息至上位机；

若为X向或α向运动，将目标位置与当前位置作差，换算得到电机将要运动的“码数”将码数对应的控制指令发送至运动控制板卡，接收运动控制板卡发送的运动到位信息反馈至上位机。

优选的，所述的PXI控制器中设置X、Y方向的位移阈值以及α方向的角度阈值；将工作过程中，PXI多功能采集板卡采集的信息分别与上述阈值进行比较，当采集的信息超过阈值时，停止对应自由度的运动。

优选的，上位机中预先存储每一个自由度的运动范围信息，当接收的运动序列超出上述运动范围时，弹出提示对话框告知输入数据不正确，请重新输入，否则不能进行下一步操作。

优选的，所述的上位机还设置三个自由度的运动状态显示界面、驱动元件的状态显示。

一种风洞三自由度模型插入机构控制方法，通过下述方式实现：

(1)确认输入的运动序列确认无误后执行下一步；

(2)检查判断各自由度急停及总急停是否释放？各自由度限位开关是否触发？各自由度是否在初始位置？各自由度反馈位置是否正常？当上述检查均为是时，执行下一步；否则，将为否的项进行处理，直至检查均通过；

(3)上位机按照运动序列的顺序，逐条进行如下处理：判断将要发送的运动点为哪个自由度？读取该自由度当前位置与该自由度运动序列内容一起打包并处理成PXI控制器能够识别的指令形式发送至PXI控制器；

(4)判断该自由度运动是否完成？如若完成，进行下一步；如若未完成，等待一定时间，如果超过一定时间，认为故障，发送报警信号并自动急停。

(5)判断是否所有运动序列均以运动到位？如若完成，结束流程；如若未完成，返回步骤(3)，上位机继续处理下一个运动点。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)多自由度控制及控制的延展性：采用发送运动序列的方法实现多自由度的控制，可以灵活快捷的编辑试验需要的运动形式，各自由度模型插入机构自由合理组合，并且方便向更多自由度的控制延展，可扩展性好；

(2)实施性高，控制速度快，控制精度高：采用PXI控制器作为控制器，控制指令的接收和发送的实时性更高了；采用液压伺服缸控制Y方向自由度和伺服电机控制X向自由度和α方向，使得各自由度运动速度快，控制精度高；

(3)安全可靠的运行模式：在软件和硬件组成中均设置限位、急停和安全连锁等措施，从软硬件两方面同时对系统的安全可靠运行进行考虑；软件方面，设置软件限位和软件急停，实时监测测量信号，保证系统安全运行；硬件方面，各自由度动力源的控制线均顺序串联通过限位开关和急停按钮控制的继电器通道方能实现动力源的供应，保证了各自由度限位开关和急停按钮任意一方被触发，均能快速切断动力源，停止设备；

(4)能适用于大型高超风洞多个马赫数、大范围模拟高度的环境。

(5)本发明具有控制精度高，控制实时性强的特点，同时能满足各自由度机构自由合理组合的顺序运动，解决了三自由度模型插入机构在高超声速风洞各种流场条件下快速运动定位的要求。

附图说明

图1为本发明系统组成框图；

图2为本发明系统运行流程图；

图3为本发明急停限位安全连锁原理图。

具体实施方式

一种风洞三自由度模型插入机构控制系统针对的三个自由度分别为Y方向(竖直方向)、X方向(水平方向)、α方向(俯仰向)。X方向和α方向模型插入机构及其驱动电机均放置于一个水平工作平台上，由Y向插入机构支撑。下面结合附图及实例对本发明作详细说明。

一种风洞三自由度模型插入机构控制系统，包括上位机、PXI控制器、PXI多功能采集板卡、运动控制板卡、伺服驱动器、伺服电机、液压伺服阀组、液压伺服缸、磁致位移传感器、高精度角度传感器等。试验模型的Y方向、X方向上安装位移传感器、α方向安装角度传感器。

(一)上位机

本发明上位机计算机采用研华工控机，工控机自带100/1000Mbps以太网口，预装WIN7操作系统。工控机放置在中央控制间。上位机软件采用NI公司的LabVIEW 2013版进行开发编写。上位机包括界面和后台程序模块。

1、上位机界面

上位机界面主要包括四部分：运动序列设置、命令按钮、状态显示和系统栏。

运动序列设置包括常规运动序列和紧急回零序列两种，可以对三自由度模型插入机构的各自由度的目标位置、运行速度和到位后延迟时间进行设置，紧急回零序列一般设置为各自由度以最大速度无延迟依次回到各自由度最安全的位置。

命令按钮包括“启动”、“紧急回零”、“急停”、“攻角找零”等。

状态显示主要对各自由度位置、限位开关状态、到位状态和急停状态进行显示，同时还能显示与主控计算机的通讯指令、运动序列剩余运动点数、PXI控制器上各自由度使能的状态及驱动器上关键参数等。

系统栏包括“开始”、“停止”、“退出”按钮，分别用于数据的存储使能、停止存储和程序的退出，还包括与主控计算机通讯连接指示灯、与PXI控制器通讯连接指示灯、报警指示灯、当前时间显示以及试验车次的输入框。

2、后台程序模块

“启动”按钮点击使能后，后台程序模块将常规运动序列逐一发送到下位机(PXI控制器)，由PXI控制器具体执行，直至整个运动序列都执行完毕后“启动”按钮自动复位。“紧急回零”按钮点击使能后，后台程序模块将在执行完当前常规运动序列运动点后立即切换执行紧急回零序列。“急停”按钮点击使能后，后台程序模块将发送急停指令到PXI控制器，所有在运动的设备的使能均被取消，各自由度模型插入机构均停在当前位置，PXI控制器内程序重新初始化。“攻角找零”按钮点击使能后，后台程序模块将单独发送一条α方向的回零指令到PXI控制器，单独动作α方向伺服电机，修正α方向由于长期运动产生的机械运动误差。

具体的后台程序模块包括主程序模块、通讯模块、数据存储模块及显示模块。

主程序模块主要用于扫描界面上各按钮及输入框的动作，当采集到动作后进行处理。

通讯模块包含与主控计算机通讯模块和与PXI控制器通讯模块两部分，二者均采用TCP/IP协议与各自目标进行数据交换，不同的是前者作为服务器，后者作为客户端。

数据存储模块主要用于存储各自由度的位置数据。

显示模块用于将通讯过来的各类型数据变量对应到上位机界面上的显示框或指示灯上，方便操作人员观测、判断。

(二)驱动元件和执行器

本例中，Y方向采用液压伺服缸驱动，X方向和α方向采用伺服电机驱动。对应的驱动元件为伺服驱动器、液压伺服阀组。伺服电机及伺服驱动器均选用瑞士瑞诺，400VAC供电，最大输出电流70A；液压伺服缸选用优瑞纳斯的产品及美国MOOG液压伺服阀组。

液压油源到液压伺服缸要经过使能阀、液压锁和液压伺服阀组三道装置，其中液压锁能瞬间将液压油路锁死，阻止油缸的运动；液压伺服阀组采用双液压伺服阀并联的模式，当其中一个液压伺服阀出现故障的时候，另外一个液压伺服阀继续保持Y向工作；当Y向不工作时，通过使能阀阻断液压油源。

在风洞试验段内沿流场方向的两侧安装Y向锁紧缸，该锁紧缸为一对液压插销缸，在Y向到位后伸出，用于Y向插入机构到位后保护因液压油源突然消失等原因引起的Y向下落危险。

本发明通过运动控制板卡控制伺服驱动器。运动控制板卡选用NI公司的NI PXI7354，4轴，62.5us控制循环率，64DI通道，16-bitAI分辨率，搭配NI公司的电机驱动板UMI7774一起使用。运动控制板卡中通过两个通道分别与伺服驱动器连接；运动控制板卡接收PXI控制器的控制指令，将控制指令通过对应的通道发送至伺服驱动器，伺服驱动器读取所控制自由度当前位置与目标位置比较产生PWM控制脉冲电信号发送给伺服电机，驱动电机运动进行闭环控制，当伺服电机执行到位时，伺服驱动器通知运动控制板卡，再由PXI控制器反馈运动到位信息至上位机。

液压伺服阀组根据接收到的PXI控制器输出的控制指令(电压信号)，控制液压伺服阀组输出的油压油量，驱动液压伺服缸。本发明具有控制精度高，控制实时性强的特点，同时能满足各自由度机构自由合理组合的顺序运动，解决了三自由度模型插入机构在高超声速风洞各种流场条件下快速运动定位的要求。

(三)其余安全措施

1、通过限位开关和急停按钮的方式，实现整个插入机构的总急停、或Y向急停、或X向急停，或α向急停，或者任意多个自由度的急停。总急停设置在上位机的界面上，便于操作人员及时按下。总急停按下后会断掉伺服驱动器动力电和液压油源供应，同时总急停信号还将通过PXI多功能板卡进入到PXI控制器，触发软件急停。

为保证各自由度安全运行，将急停与限位开关串联，通过每个自由度上设置两个限位开关、急停按钮、两通道继电器实现；具体的，每个自由度的两个限位开关和急停按钮均采用常闭点且接到对应的两通道继电器上，作为继电器线圈的吸合信号；用于各自由度动力源的控制线串接通过上述三个两通道继电器的一个通道，保证任意自由度的限位或急停被触发，运动会受到限制而停止；两通道继电器的另外一个通道与PXI多功能采集板卡连接，进入到PXI控制器，进而传递给上位机显示在上位机界面上。详细原理如图3所示，给出了X向自由度的连线示意。其他两个自由度与X向自由度方法一致。

2、软件安全“限位”：为保证各自由度安全合理运行，设置一系列软件安全“限位”：在触发软件安全“限位”后，各自由度执行机构即使接受到运动指令也不会产生运动，直至“限位”解除；

3、紧急回零与软件急停：紧急回零功能是在风洞出现异常，为保护模型而将模型迅速回到安全零位的功能，一般启动该功能后，正常序列中的当前运动点完成后，直接以最大速度将各自由度无延迟回到各自的零位，然后再停止风洞流场；软件急停的功能是直接取消各自由度的使能信号，使各自由度均马上停止运动，并使PXI控制器内程序重新初始化；

4、参数错输提醒：每一个自由度都有各自的运动范围，在上位机中预先存储上述运动范围信息，当运动序列中目标位置超过运动范围时，上位机程序会弹出提示对话框告知输入数据不正确，请重新输入，否则不能进行下一步操作；

(四)PXI控制器、PXI多功能板卡、传感器

PXI控制器采用NI公司的NI PXI 8110控制器，800MHz处理器，2G存储空间，搭配NIPXI 1042机箱；PXI多功能板卡采用NI公司的智能IO卡NI PXI7841R，可配置最高160线DIO，最多16路AIO，搭配继电器输出板卡PCLD-8762、光电隔离输入板卡PCLD-8751以及模拟量接线盒SCB-68A一起使用，各模拟量在进入模拟量接线盒和从模拟量接线盒输出后均通过信号隔离模块；磁致位移传感器选用美国MTS公司的Temposonics系列；高精度角度传感器选用Sherborne Sensors的产品。

当扫描到上位机发送的指令后，解析指令中的运动信息：即确定将要执行哪个自由的运动，运动的目标位置、速度、延迟时间；

若为Y向运动，将目标位置、Y向锁紧缸位置与Y向当前位置进行比较，同时读取Y向锁紧缸的当前伸出缩回状态；根据上述信息判断Y向的运动方向以及是否需要动作Y向锁紧缸；依次使能液压油源、取消液压锁、使能液压伺服阀，对液压伺服阀进行控制，实时获取Y向位置进行闭环控制，直至Y向位置达到目标位置；Y向到位后，依次取消液压伺服阀使能、使能液压锁、取消液压油源使能；同时发送运动到位信息至上位机；

若为X向或α向运动，将目标位置与当前位置作差，换算得到电机将要运动的“码数”将码数对应的控制指令发送至运动控制板卡，接收运动控制板卡发送的运动到位信息反馈至上位机。

PXI控制器中设置X、Y方向的位移阈值以及α方向的角度阈值；将工作过程中，PXI多功能采集板卡采集的信息分别与上述阈值进行比较，当采集的信息超过阈值时，停止对应自由度的运动。

综上，给出一种三自由度模型插入机构控制方法，如图2所示，具体步骤如下：

(1)确认输入的运动序列确认无误后执行下一步；

(2)检查判断各自由度急停及总急停是否释放？各自由度限位开关是否触发？各自由度是否在初始位置？各自由度反馈位置是否正常？当上述检查均为是时，执行下一步；否则，将为否的项进行处理，直至检查均通过；

(3)上位机按照运动序列的顺序，逐条进行如下处理：判断将要发送的运动点为哪个自由度？读取该自由度当前位置与该自由度运动序列内容一起打包并处理成PXI控制器能够识别的指令形式发送至PXI控制器；由PXI控制器控制对应的执行器进行运动；

(4)判断该自由度运动是否完成？如若完成，进行下一步；如若未完成，等待一定时间，如果超过一定时间，认为故障，发送报警信号并自动急停。

(5)判断是否所有运动序列均以运动到位？如若完成，结束流程；如若未完成，返回步骤(3)，上位机继续处理下一个运动点。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (15)

1.一种风洞三自由度模型插入机构控制系统，所述的三个自由度分别为竖直Y方向、水平X方向、俯仰α方向；其特征在于：包括上位机、PXI控制器、PXI多功能采集板卡、驱动元件和执行器，位移传感器、角度传感器；PXI多功能采集板卡采集位移传感器、角度传感器的信号；

试验模型的Y方向、X方向上安装位移传感器、α方向安装角度传感器；三个自由度上均安装执行器，通过驱动元件驱动执行器实现对应的运动；试验模型插入机构的X方向、α方向自由度及其执行器均放置于一个水平工作平台上，由Y向自由度支撑；

上位机以运动序列的形式，将当前试验的常规运动序列按顺序逐条打包并处理成PXI控制器能够识别的指令形式发送至PXI控制器；

PXI控制器接收上述指令并进行解析，形成对应驱动元件的控制指令并发送至对应的驱动元件，接收PXI多功能采集板卡的反馈信息，当执行器执行到位时，反馈运动到位信息至上位机；

当所有运动序列均完成后，上位机及PXI控制器均进入待机状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：上位机上的运动序列还包括紧急回零序列，紧急回零序列设置为各自由度以最大速度无延迟依次回到各自由度最安全的位置；当需要紧急回零时，上位机将紧急回零序列按照α方向、X方向、Y方向顺序逐条打包并处理成PXI控制器能够识别的指令形式发送至PXI控制器；由PXI控制器根据指令控制驱动元件带动执行器使得试验模型回到各自由度最安全的位置。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：上位机上设计运动序列设置模块，该模块接收外部输入的运动序列；或者提供界面，由人工输入运动序列。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：通过限位开关和急停按钮的方式，实现整个插入机构的总急停、或Y向急停、或X向急停，或α向急停，或者任意多个自由度的急停。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述的急停通过在每个自由度上设置两个限位开关、急停按钮、两通道继电器实现；具体的，每个自由度的两个限位开关和急停按钮均采用常闭点且接到对应的两通道继电器上，作为继电器线圈的吸合信号；用于各自由度动力源的控制线串接通过上述三个两通道继电器的一个通道，两通道继电器的另外一个通道与PXI多功能采集板卡连接。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述的总急停通过上位机接收急停信号，将急停信号发送至PXI控制器，由PXI控制器取消各自由度的使能信号，使各自由度均马上停止运动，PXI控制器重新初始化。

7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述的驱动元件为伺服驱动器、液压伺服阀组；对应的执行器为伺服电机、液压伺服缸；Y方向采用液压伺服缸驱动，X方向和α方向采用伺服电机驱动。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：还包括运动控制板卡，该运动控制板卡中通过两个通道分别与伺服驱动器连接；运动控制板卡接收PXI控制器的控制指令，将控制指令通过对应的通道发送至伺服驱动器，伺服驱动器对伺服电机进行闭环控制，当伺服电机执行到位时，伺服驱动器通知运动控制板卡，再由PXI控制器反馈运动到位信息至上位机。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于：液压油源到液压伺服缸要经过使能阀、液压锁和液压伺服阀组三道装置，其中液压锁能瞬间将液压油路锁死，阻止油缸的运动；液压伺服阀组采用双液压伺服阀并联的模式，当其中一个液压伺服阀出现故障的时候，另外一个液压伺服阀继续保持Y向工作；当Y向不工作时，通过使能阀阻断液压油源。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：在风洞试验段内流场方向的两侧安装Y向锁紧缸，该锁紧缸为一对液压插销缸，在Y向到位后伸出，用于Y向插入机构到位后保护因液压油源突然消失等原因引起的Y向下落危险。

11.根据权利要求1或10所述的系统，其特征在于：所述的PXI控制器通过下述方式实现：

当扫描到上位机发送的指令后，解析指令中的运动信息：即确定将要执行哪个自由的运动，运动的目标位置、速度、延迟时间；

若为Y向运动，将目标位置、Y向锁紧缸位置与Y向当前位置进行比较，同时读取Y向锁紧缸的当前伸出缩回状态；根据上述信息判断Y向的运动方向以及是否需要动作Y向锁紧缸；依次使能液压油源、取消液压锁、使能液压伺服阀，对液压伺服阀进行控制，实时获取Y向位置进行闭环控制，直至Y向位置达到目标位置；Y向到位后，依次取消液压伺服阀使能、使能液压锁、取消液压油源使能；同时发送运动到位信息至上位机；

若为X向或α向运动，将目标位置与当前位置作差，换算得到电机将要运动的“码数”将码数对应的控制指令发送至运动控制板卡，接收运动控制板卡发送的运动到位信息反馈至上位机。

12.根据权利要求1或11所述的系统，其特征在于：所述的PXI控制器中设置X、Y方向的位移阈值以及α方向的角度阈值；将工作过程中，PXI多功能采集板卡采集的信息分别与上述阈值进行比较，当采集的信息超过阈值时，停止对应自由度的运动。

13.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：上位机中预先存储每一个自由度的运动范围信息，当接收的运动序列超出上述运动范围时，弹出提示对话框告知输入数据不正确，请重新输入，否则不能进行下一步操作。

14.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述的上位机还设置三个自由度的运动状态显示界面、驱动元件的状态显示。

15.一种风洞三自由度模型插入机构控制方法，其特征在于通过下述方式实现：

(1)确认输入的运动序列确认无误后执行下一步；

(2)检查判断各自由度急停及总急停是否释放？各自由度限位开关是否触发？各自由度是否在初始位置？各自由度反馈位置是否正常？当上述检查均为是时，执行下一步；否则，将为否的项进行处理，直至检查均通过；

(3)上位机按照运动序列的顺序，逐条进行如下处理：判断将要发送的运动点为哪个自由度？读取该自由度当前位置与该自由度运动序列内容一起打包并处理成PXI控制器能够识别的指令形式发送至PXI控制器；

(4)判断该自由度运动是否完成？如若完成，进行下一步；如若未完成，等待一定时间，如果超过一定时间，认为故障，发送报警信号并自动急停。

(5)判断是否所有运动序列均以运动到位？如若完成，结束流程；如若未完成，返回步骤(3)，上位机继续处理下一个运动点。