機上地面試驗仿真激勵器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動化領(lǐng)域，特別涉及到新型機上地面試驗仿真激勵器。
【背景技術(shù)】
[0002]機載機電系統(tǒng)是飛機中執(zhí)行飛行保障功能子系統(tǒng)的總稱，主要包括供電系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)。遠(yuǎn)程接口單元(RIU)隸屬于機電綜合管理系統(tǒng)(UMS)，主要完成與其交聯(lián)機電子系統(tǒng)的狀態(tài)采集與輸出控制。機載機電系統(tǒng)中，每個子系統(tǒng)的控制信號和傳感器信號通過RIU和機載數(shù)據(jù)總線連接，實現(xiàn)機電管理計算機(UMC)與機電子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
[0003]與傳統(tǒng)的機載機電系統(tǒng)設(shè)備相比，新型機載機電系統(tǒng)的接口特性繁雜、信號類型眾多、量程變化范圍大，而現(xiàn)有的RIU測試系統(tǒng)只能模擬機電分系統(tǒng)向RIU提供激勵信號，驗證機電管理系統(tǒng)對機電子系統(tǒng)的信號監(jiān)測功能，不能全面驗證機電管理系統(tǒng)與各機電子系統(tǒng)傳感器部件的適配性，對各機電子系統(tǒng)信號不能實現(xiàn)實時監(jiān)測，其自動化程度低、測試效率低、實用性不強。本發(fā)明以RIU和機上各機電子系統(tǒng)為數(shù)據(jù)采集目標(biāo)，實現(xiàn)對機上機電子系統(tǒng)輸出信號的采集、顯示；按照機電子系統(tǒng)要求，向RIU輸出相應(yīng)激勵信號，對機電管理系統(tǒng)功能進行驗證，全程自動化測試，大幅度降低了測試工作量，極大提高了測試效率。是一款穩(wěn)定性高、通用性強、可拓展性強、功能豐富、操作便捷、測試精度高、測試結(jié)果可靠、性價比高的便攜式測試系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是要提供一種機上地面試驗仿真激勵器，其以儀器儀表技術(shù)、計算機技術(shù)和自動化測試技術(shù)為基礎(chǔ)，采用以太網(wǎng)分布式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對機上機電子分系統(tǒng)狀態(tài)的實時監(jiān)測，并按照機電子系統(tǒng)要求，輸出相應(yīng)激勵信號，實現(xiàn)對機電管理系統(tǒng)功能的驗證。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:機上地面試驗仿真激勵器，包括主控計算機、機上地面試驗仿真激勵器測試機箱，所述的主控計算機通過以太網(wǎng)連接到機上地面試驗仿真激勵器測試機箱上，
所述的主控計算機包括:仿真激勵器應(yīng)用軟件、操作系統(tǒng)及驅(qū)動單元，主控計算機是一種應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境下的工控機，測試軟件運行于其中，是測試系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度中心、控制中心，也是整個測試系統(tǒng)的核心，其采用高速多核CPU作為處理器，大內(nèi)存及大容量高速固態(tài)硬盤，實現(xiàn)發(fā)送控制命令，接收采集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)。
[0006]所述的機上地面試驗仿真激勵器測試機箱包括:交換機，以太網(wǎng)機箱模塊、離散量輸出控制模塊、RS422通信模塊、信號連接配置模塊、測試接口模塊、供電模塊；以太網(wǎng)機箱模塊、離散量輸出控制模塊、RS422通信模塊均通過以太網(wǎng)連接至機上地面試驗仿真激勵器測試機箱內(nèi)部的交換機上，交換機將數(shù)據(jù)路由到機上地面試驗仿真激勵器測試機箱的網(wǎng)絡(luò)接口，進而與主控計算機相連接。
[0007]上述一種新型機上地面試驗仿真激勵器，所述以太網(wǎng)機箱模塊包括模擬量采集單元、離散量采集單元、模擬量輸出單元；其中模擬擬量采集單元、離散量采集單元、模擬量輸出單元均安裝在以太網(wǎng)機箱的插槽內(nèi)，此以太網(wǎng)機箱采用8槽NI Cdaq-9188機箱；
所述的t旲擬量米集單兀是指:具有t旲擬量輸入的尚速、尚精度DAQ板卡以及調(diào)理電路，對被測對象的電壓、電流以及頻率信號進行采集；其模擬輸入DAQ板卡采用N1-9205采集卡，其模擬量采集通道為32路單端模擬輸入，通道采集速率可達(dá)250kS/s，電壓采集范圍為±200 mV 至 10 V ；
所述的離散量采集單元是指:具有數(shù)字量輸入的高速、高精度DAQ板卡以及調(diào)理電路，對被測對象的數(shù)字信號進行采集；其數(shù)字量輸入OAQ板卡采用N1-9425采集卡，其數(shù)字量采集通道達(dá)32路，兼容12V和24V電平；
所述的模擬量輸出單元是指:具有模擬量電流和電壓輸出的高速、高精度DAQ板卡，給被測對象輸出電壓、電流以及頻率激勵信號；模擬電壓輸出DAQ板卡采用N1-9264板卡，其模擬電壓輸出通道為16路，每通道采樣率可達(dá)25ks/s ;電流輸出DAQ板卡采用N1-9265板卡，其模擬電流輸出通道為4路，通道采樣率可達(dá)100kS/S。
[0008]上述機上地面試驗仿真激勵器，所述離散量輸出控制模塊的輸出端與信號連接配置模塊的輸入端與相連；離散量輸出控制模塊是一種能夠輸出高低電平數(shù)字量的微控制器系統(tǒng)，其控制器選用TMS320F28335，時鐘頻率可達(dá)150M，內(nèi)置高速SPI串行接口，以滿足本系統(tǒng)多通道的需求；該模塊輸出數(shù)字信號并對信號連接配置模塊中的繼電器開關(guān)進行通斷控制，實現(xiàn)RIU與機上端的通斷控制以及RIU與測試系統(tǒng)端的通斷控制。
[0009]上述機上地面試驗仿真激勵器，所述RS422通信模塊是指:能夠?qū)⒍鄠€RS422串口轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)的串口服務(wù)器，此串口服務(wù)器采用4串口服務(wù)器ZLAN5400，采集機上端各控制器向RIU發(fā)送的RS422串口數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)傳輸給主控計算機，完成對機上端RS422數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。
[0010]上述機上地面試驗仿真激勵器，所述信號連接配置模塊是指:機上、RIU、測試系統(tǒng)之間的連接關(guān)系程控切換電路，其由繼電器開關(guān)組成，利用離散量輸出控制模塊控制繼電器開關(guān)實現(xiàn)信號連接配置模塊；對于測試系統(tǒng)采集信號，實現(xiàn)與測試系統(tǒng)接通、斷開功能；對于激勵信號，實現(xiàn)機上與RIU連接、斷開，機上與測試系統(tǒng)連接、斷開功能。
[0011]上述機上地面試驗仿真激勵器，所述測試接口模塊包括:電連接器、接線端子板卡，用來連接被測對象與測試系統(tǒng)。
[0012]上述機上地面試驗仿真激勵器，所述的測試供電模塊由可提供多種電壓類型的集成電源模塊組成，為被測對象提供測試激勵以及為離散量輸入單元、離散量輸出單元、模擬量輸出單元和RS422通信模塊供電。
[0013]一種所述的機上地面試驗仿真激勵器的測試方法，包括以下步驟:
步驟一:系統(tǒng)的初始化與自檢。
[0014]步驟二:測試配置:根據(jù)測試任務(wù)和被測RIU的不同，系統(tǒng)將記錄對應(yīng)的測試信息和加載指定的被測RIU配置文件。
[0015]步驟三:開展逐個信號測試:解析加載的被測RIU描述文件，對系統(tǒng)測試資源進行調(diào)度與分配后，對被測RIU的每個類型的每一通道信號進行單獨測試，觀測試驗現(xiàn)象，并記錄試驗結(jié)果。
[0016]步驟四:開展批量信號測試:解析加載的被測RIU描述文件，對系統(tǒng)測試資源進行調(diào)度與分配后，選擇多路相同和不同種類的信號分別進行測試，觀測實驗現(xiàn)象，并記錄試驗結(jié)果。
[0017]步驟五:數(shù)據(jù)采集處理和存儲:顯示多通道信號波形，智能過濾并存儲采集數(shù)據(jù)。
[0018]步驟六:提供波形回放:測試結(jié)束后，可對存儲至硬盤的舊有測試數(shù)據(jù)進行事后數(shù)據(jù)回放，供查看分析；數(shù)據(jù)回放時，操作人員可用不同回放速度觀察全部數(shù)據(jù)曲線和當(dāng)前回放時刻的瞬態(tài)值。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點:與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明實時監(jiān)測RIU與機上子系統(tǒng)間的RS-422通信內(nèi)容；WRIU和機上子系統(tǒng)為數(shù)據(jù)采集目標(biāo)，實現(xiàn)對機上機電子系統(tǒng)輸出信號的采集、顯示；按照機電子系統(tǒng)要求，向RIU輸出相應(yīng)的激勵信號，對機電管理系統(tǒng)功能進行驗證；全程自動化測試，大幅度降低了測試工作量，提高了測試效率；其是一款穩(wěn)定性高、通用性強、可拓展性強、功能豐富、操作便捷、測試精度高、測試結(jié)果可靠、性價比高的便攜式測試系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0020]圖1仿真激勵器整體架構(gòu)示意圖；
圖2測試機箱模塊化示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)的描述，以便進一步了解本發(fā)明，但并非作為本發(fā)明所附權(quán)利要求保護范圍的限制。
[0022]如圖1所示:機上地面試驗仿真激勵器，包括主控計算機和多個RIU測試箱，RIU測試箱可以復(fù)用在不同的遠(yuǎn)程接口單元上。
[0023]如圖2所示:機上地面試驗仿真激勵器包括主控計算機、機上地面試驗仿真激勵器測試機箱，主控計算機通過以太網(wǎng)連接到機上地面試驗仿真激勵器測試機箱上，在機上地面試驗仿真激勵器測試機箱內(nèi)部，包括交換機，以太網(wǎng)機箱模塊、離散量輸出控制模塊、RS422通信模塊、信號連接配置模塊、測試接口模塊、供電模塊；其中在太網(wǎng)機箱模塊插槽內(nèi)插有模擬量輸入單元、模擬量輸出單元、離散量輸入單元，以太網(wǎng)機箱模塊、離散量輸出控制模塊、RS422通信模塊均通過以太網(wǎng)連接至機箱內(nèi)部的交換機上，交換機將數(shù)據(jù)路由到測試機箱的網(wǎng)絡(luò)接口，進而連接至主控計算機；RIU和機上的信號線纜通過機上地面試驗仿真激勵器測試機箱的測試接口模塊連接至機上地面試驗仿真激勵器測試機箱內(nèi)的信號連接配置模塊，信號連接配置模塊再與模擬量輸入單元、模擬量輸出單元、離散量輸入單元、離散量輸出控制模塊、RS422通信模塊進行連接，實現(xiàn)主控計算機對機上信號的采集以及對RIU輸出激勵信號；測試供電模塊提供測試系統(tǒng)各個模塊需要的電源。
[0024]所述的主控計算機包括:仿真激勵器應(yīng)用軟件、操作系統(tǒng)及驅(qū)動單元，主控計算機是一種應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境下的工控機，測試軟件運行于其中，是測試系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度中心、控制中心，也是整個測試系統(tǒng)的核心，其采用高速多核CPU作為處理器，C++編程，大內(nèi)存及大容量高速固態(tài)硬盤，實現(xiàn)發(fā)送控制命令，接收采集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)。
[0025]所述的機上地面試驗仿真激勵器測試機箱包括:交換機，以太網(wǎng)機箱模塊、離散量輸出控制模塊、RS422通信模塊、信號連接配置模塊、測試接口模塊、供電模塊；以太網(wǎng)機箱模塊、離散量輸出控制模塊、RS422通信模塊均通過以太網(wǎng)連接至機上地面試驗仿真激勵器測試機箱內(nèi)部的交換機上，交換機將數(shù)據(jù)路由到機上地面試驗仿真激勵器測試機箱的網(wǎng)絡(luò)接口，進而與主控計算機相連接；以太網(wǎng)機箱模塊包括模擬量采集單元、離散量采集單元、模擬量輸出單元；其中模擬量采集單元、離散量采集單元、模擬量輸出單元均安裝在以太網(wǎng)機箱的插槽內(nèi)，此以太網(wǎng)機箱采用8槽NI cDAQ-9188機箱，為系統(tǒng)的分布式測量提供了堅固的平臺。
[0026]所述的模擬量采集單元是指具有模擬量輸入的高速、高精度DAQ板卡以及調(diào)理電路，對被測對象的電壓、電流以及頻率信號進行采集；其模擬輸入DAQ板卡采用N1-9205采集卡，其模擬量采集通道為32路單端模擬輸入，通道采集速率可達(dá)250kS/s，電壓采集范圍為±200 mV至10 V，需采集的模擬信號包括:0-10V、0-80V、0-200V的電壓信號、4_20mA、0-40mA的電流信號以及l(fā)-10k的頻率信號。
[0027]所述的離散量采集單元是指:具有數(shù)字量輸入的高速、高精度DAQ板卡以及調(diào)理電路，對被測對象的數(shù)字