隨著航空電子設(shè)備技術(shù)的迅猛發(fā)展,*的電子技術(shù)廣泛應(yīng)用到航空電子設(shè)備上,尤其是航空總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用,使得航空電子設(shè)備綜合化程度越來(lái)越高,給維護(hù)檢測(cè)帶來(lái)了一定的難度
然而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,軟件工具和操作系統(tǒng)功能強(qiáng)大,又為航空設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研制提供了便利當(dāng)今自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)已成為維修測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展的主流,他充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的功能,選用功能強(qiáng)大的軟件平臺(tái)可方便地組建各類(lèi)測(cè)試系統(tǒng)從20世紀(jì)50年代至今,自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究已經(jīng)發(fā)展到與航空電子設(shè)備同等重要的階段,為確保測(cè)試系統(tǒng)精度必須與航空電子設(shè)備進(jìn)行同步研制與開(kāi)發(fā),各個(gè)國(guó)家的軍事和民航部門(mén)都投入大量的人力、物力和財(cái)力,開(kāi)發(fā)研究自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng),并在維護(hù)工作中普遍使用,取得了較好的軍事和經(jīng)濟(jì)效益為滿(mǎn)足我國(guó)地勤維修保障工作的需要,我們采用自動(dòng)測(cè)試技術(shù)研制航空電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)
1、測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介
基于VXI總線(xiàn)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具備以下功能:
?。?)完成航空電子設(shè)備各部件性能測(cè)試、功能測(cè)試以及二級(jí)維護(hù)測(cè)試;
?。?)具有航空電子設(shè)備可更換LRU的性能和功能測(cè)試;
?。?)具有故障診斷能力,故障隔離到SRU;
?。?)具有自檢功能;
(5)能自動(dòng)生成測(cè)試結(jié)果報(bào)表,并能存檔和打??;
(6)提供良好的人機(jī)界面
測(cè)試系統(tǒng)的核心是測(cè)控計(jì)算機(jī),與軟件一起完成對(duì)VXI機(jī)箱中測(cè)試儀器的控制和管理,完成測(cè)試數(shù)據(jù)采集、分析以及故障診斷VXI機(jī)箱中測(cè)試儀器產(chǎn)生航空電子設(shè)備各部件所需要的激勵(lì)信號(hào),并接收被測(cè)部件的響應(yīng)信號(hào),對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行調(diào)理,進(jìn)而檢查和測(cè)試,達(dá)到故障定位的目的多功能接口和通用適配器將被測(cè)部件和VXI機(jī)箱完成電氣連接部件,在測(cè)控計(jì)算機(jī)的控制下,根據(jù)測(cè)試需求,完成激勵(lì)信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)傳輸
2、硬件設(shè)計(jì)
航空電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)硬件部分由測(cè)控計(jì)算機(jī)、VXI機(jī)箱(包括各類(lèi)測(cè)試資源)、多功能接口、通用適配器、連接電纜、機(jī)柜等組成,硬件組成如圖1所示
測(cè)控計(jì)算機(jī)由計(jì)算機(jī)主機(jī)、顯示器、打印機(jī)等外圍設(shè)備組成計(jì)算機(jī)主機(jī)內(nèi)含有MXI-2(或1394)總線(xiàn)接口卡、GPIB總線(xiàn)接口卡、顯卡等
測(cè)控計(jì)算機(jī)的主要性能如下:
處理器:InP4,主頻1GHz以上;內(nèi)存256MB;硬盤(pán)80GB;軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器;8倍速DVD驅(qū)動(dòng)器;5個(gè)以上的PCI槽;17英寸純平顯示器(或平板顯示器);顯存不小于32MB;打印機(jī)分辨率不小于600dpi
VXI總線(xiàn)機(jī)箱:選用HP公司的C尺寸13槽機(jī)箱HPE8419A機(jī)箱內(nèi)包括E8491A零槽控制器、HP1441A激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器(產(chǎn)生航空電子設(shè)備測(cè)試所需各種激勵(lì)信號(hào))、HPE1428A數(shù)字示波器、HPE1420B通用計(jì)數(shù)器、HPE1412A數(shù)字多用表、RF多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和矩陣開(kāi)關(guān)、16路模擬量采集模塊、HPE1458A數(shù)字量I/O模塊(具有12個(gè)8位數(shù)據(jù)口的96路輸入/輸出通道)
3、軟件設(shè)計(jì)
目前,比較常用的測(cè)試軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)有NI公司的LabWindows/CVI和HP公司的VEE,他們都是基于圖形化的用戶(hù)接口和開(kāi)發(fā)環(huán)境HP公司的VEE為非標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言,在常用功能方面使用方便靈活,但對(duì)于復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來(lái)功能上將受到限制,而且較大的圖形化程序修改起來(lái)也比較復(fù)雜,另外,其界面效果一般,且不能打包生成可執(zhí)行文件,源程序易被修改等因此,zui終選用NI公司的LabWindows/CVI6.0為開(kāi)發(fā)平臺(tái),該平臺(tái)是在C語(yǔ)言基礎(chǔ)上,綜合了圖形化測(cè)試開(kāi)發(fā)平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn),開(kāi)發(fā)程序效率較高、可靠性好;軟件有大量成熟的數(shù)據(jù)分析處理模塊單元,界面設(shè)計(jì)比較靈活,滿(mǎn)足測(cè)試系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)與研制的要求軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)從通用性要求出發(fā),基于Windows環(huán)境的LabWindows/CVI6.0軟件平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā),具有友好的人機(jī)界面,軟件采用模塊式結(jié)構(gòu),其組成如圖2所示
軟件系統(tǒng)是測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行模擬和測(cè)試正常、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)功能要求,采用層次化、模塊化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)應(yīng)采用成熟的技術(shù),具有良好的可視化人機(jī)界面,使用方便操作系統(tǒng)選用WindowsXP軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境為:模擬和測(cè)試軟件采用LabWindows/CVI6.0
軟件設(shè)計(jì)遵循以下原則:必須是基于Windows的應(yīng)用程序;各種模擬器融合在同一程序中,統(tǒng)一編程;模塊化設(shè)計(jì),可靠性好,安全性強(qiáng),注重代碼重用;人機(jī)界面友好,操作簡(jiǎn)便,提供必要的在線(xiàn)幫助;能提供多種操作方式,即既可硬件操作,也可軟件虛擬操作
自動(dòng)測(cè)試軟件功能包括主控模塊、系統(tǒng)自檢模塊、測(cè)試項(xiàng)目選擇模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、故障診斷模塊、報(bào)表打印模塊、在線(xiàn)幫助模塊主控模塊主要完成各功能模塊的監(jiān)控與管理,在運(yùn)行過(guò)程中若出現(xiàn)異常情況,能夠給出退出指示,便于用戶(hù)中途退出系統(tǒng)自檢模塊主要對(duì)測(cè)試系統(tǒng)本身的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查,以判別系統(tǒng)能否正常工作,便于用戶(hù)使用與維護(hù)測(cè)試項(xiàng)目選擇模塊用來(lái)選擇所要測(cè)試項(xiàng)目?jī)?nèi)容
信號(hào)處理模塊對(duì)所采集的信號(hào)的毛刺、抖動(dòng)等現(xiàn)象進(jìn)行平滑和過(guò)濾處理數(shù)據(jù)采集模塊主要驅(qū)動(dòng)采集扳工作以及數(shù)據(jù)傳送故障診斷模塊主要完成采集信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的比較,調(diào)用故障知識(shí)庫(kù)進(jìn)行故障分析定位,將檢查結(jié)果顯示在顯示器的對(duì)話(huà)框中,并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中,以便于查詢(xún)與打印報(bào)表自動(dòng)生成模塊用來(lái)將檢查結(jié)果生成規(guī)范化報(bào)表形式,并送打印機(jī)輸出打印在線(xiàn)幫助模塊用來(lái)為用戶(hù)提供便捷的聯(lián)機(jī)幫助,并指導(dǎo)用戶(hù)正確操作及維護(hù)根據(jù)系統(tǒng)功能的總體要求,將各軟件功能模塊有效地連接起來(lái),可實(shí)現(xiàn)航空電子設(shè)備的自動(dòng)測(cè)試
4、關(guān)鍵技術(shù)
4.1信號(hào)采集
對(duì)于硬件設(shè)計(jì),考慮到某些信號(hào)幅值較小,易受干擾信號(hào)的影響,采用光電隔離技術(shù)加以解決為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩院蜏?zhǔn)確性,采用并行數(shù)據(jù)信號(hào)處理技術(shù)
4.2軟件可靠性
軟件編制遵循快速性、適時(shí)性、可擴(kuò)展性和易維護(hù)的原則測(cè)試的快速性要求程序簡(jiǎn)練,盡量少用運(yùn)行速度較慢的語(yǔ)句,循環(huán)體要綜合考慮,在滿(mǎn)足系統(tǒng)要求下盡量減少延遲時(shí)間可靠性和易維護(hù)性是采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的編程方法,使程序維護(hù)簡(jiǎn)便由于測(cè)試信號(hào)采集頻率較高(0.5ms),信號(hào)必然有毛刺和抖動(dòng)現(xiàn)象,可采取軟件平滑技術(shù)進(jìn)行處理由于需測(cè)試的項(xiàng)目和信號(hào)種類(lèi)較多,信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)測(cè)值以及判據(jù)、測(cè)試結(jié)果已形成一個(gè)巨大的組織,稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)亂,因此采用運(yùn)行管理技術(shù),對(duì)各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行管理、協(xié)調(diào)和調(diào)度為確保測(cè)試有序性和正確性,采用數(shù)據(jù)庫(kù)管理較為合適,同時(shí)也便于當(dāng)前結(jié)果查詢(xún)和歷史資料保存考慮到用戶(hù)誤操作的可能,采用容錯(cuò)性設(shè)計(jì)以預(yù)防系統(tǒng)死機(jī),使用看門(mén)狗電路預(yù)防系統(tǒng)運(yùn)行跑飛現(xiàn)象
4.3故障診斷
故障診斷是該測(cè)試系統(tǒng)的主要功能,基于故障診斷解析模型并結(jié)合故障診斷技術(shù)進(jìn)行故障分析定位,可信度和效率可以得到保證以測(cè)試的信息為故障診斷的依據(jù),基于故障知識(shí),借助解析模型實(shí)施故障診斷,為維護(hù)人員快速排除故障提供必要的技術(shù)幫助航空電子設(shè)備故障診斷技術(shù)將大大提高測(cè)試的智能化程度,縮短故障測(cè)試時(shí)間,提高工作效率
5、結(jié)語(yǔ)
基于VXI總線(xiàn)技術(shù)和計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)的航空電子設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試,有效提高了航空電子設(shè)備的測(cè)試效率,減輕了維護(hù)保障人員的勞動(dòng)強(qiáng)度同時(shí),測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化減小了人為因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響,滿(mǎn)足了現(xiàn)代高技術(shù)航空裝備配套測(cè)試設(shè)備好用、管用、實(shí)用的要求分布式硬件結(jié)構(gòu)和模塊化軟件設(shè)計(jì)便于系統(tǒng)維護(hù),良好的人機(jī)界面便于測(cè)試人員操作使用該成果相關(guān)技術(shù)可推廣到其他測(cè)試設(shè)備研制中