CN117806267A - 一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空电子***地面联调联试技术领域，具体为一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，包括硬件部分与软件部分；硬件部分包括标准机柜、设置于所述标准机柜上的激励装置主机箱、显示器及键鼠、信号调理箱；激励装置主机箱上设置有PXI机架、设置于PXI机架上的主控板、串口模块、ARINC429模块、离散量信号输出模块、频率信号输出模块、模拟量信号输出模块、同步器模块、继电器模块、信号转接板、电源***以及轴流风机；软件部分包括配置软件与***软件。本发明提高了航电***地面联试的完整性，加深了航电***的测试深度与广度，可根据具体测试场景配置不同信号激励，达到对各种不同的实验条件、数据处理的适应性，大大简化了操作。
Description
技术领域
本发明涉及航空电子***地面联调联试技术领域，具体为一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置。
背景技术
综合航空电子***是飞机的一个重要***，承担飞机的任务功能，提供飞行员与飞机之间的主要控制和显示接口，提供飞机的飞行姿态、速度、高度等飞行数据显示,引导飞机按航线飞行，完成任务并安全返航等功能。在飞机研发、制造、维修过程中，需对综合航空电子***进行地面联调联试，完成装机前检查试验，验证航电***是否满足装机要求以及整个航电***工作的协调性和稳定性。随着飞机服役时间增加，航电***性能下降，对大修后航电***的地面联调联试提出了更高的要求。
传统的航电***地面联试，缺点一是重点强调各子***之间总线信号的交联检查，忽视了非总线接口信号测试；二是综合激励手段单一，测试深度与广度不能满足大修飞机出厂要求；三是没有相应的资源根据外场多发故障、NFF故障，进行针对性检查；四是传统的422/429总线信号激励装置需不停修改源码中送至总线的数据，才能实现对待测产品总线测试，操作人员须对照ICD对总线数据进行帧组装、解析等工作，操作繁杂易错。
2017年4月出版的《电脑知识与技术》第13卷第12期第251-252，公开了一种航电通用激励器的设计与实现，该设计只是介绍了涉及面向航电软件测试部分，缺点是没有涉及硬件设计以及其具体信号的激励产生。
2017年4月出版的《现代电子技术》第40卷第8期第125-128，公开了一种大型民用飞机航电***总线激励技术的研究，该技术研究建立了航电总线激励***的层次抽象模型和组织结构模型，设计了一套航电总线激励***，缺点是没有涉及离散量、模拟量等非总线信号设计。
2021年1月出版的《现代电子技术》第44卷第2期第5-8，公开了一种基于VxWorks***的航电激励器的设计与实现，该设计对航电激励器总体、激励数据获取模块、激励数据传输模块等方面进行了研究，完成软件设计以及硬件平台搭建，缺点是没有涉及离散量、模拟量等非总线信号设计。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置。以解决目前航电***地面联试非总线接口检查不足、激励手段单一、测试无针对性、ICD配置繁杂等问题。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，包括硬件部分与软件部分；
硬件部分包括：
标准机柜、设置于所述标准机柜上的激励装置主机箱、显示器及键鼠、信号调理箱；
激励装置主机箱上设置有PXI机架、设置于PXI机架上的主控板、串口模块、ARINC429模块、离散量信号输出模块、频率信号输出模块、模拟量信号输出模块、同步器模块、继电器模块、信号转接板、电源***以及轴流风机；
软件部分包括：
配置软件与***软件；
配置软件，用于在无RS422和ARINC429接口控制文件的情况下，替代接口控制文件的部分功能，以实现不同接口控制文件的配置；
***软件，用于通过操作综合激励装置中各功能板卡，实现产品需要的各功能输出，***软件上的主界面菜单栏包括***菜单、信号测试菜单、信号配置菜单、信号调试菜单、校准菜单、帮助菜单。
优选地，所述信号调理箱用于集中处理主机板卡输出的各种信号，包括前面板、后面板、内部电缆。
优选地，所述信号调理箱的前面板上设置有多个测试端口、断路器。
优选地，所述信号调理箱的后面板上设置有输出到被测***的航插接口。
优选地，***菜单包括保存***参数子菜单、回读***参数子菜单、退出子菜单。
优选地，信号测试菜单包括模拟信号测试子菜单、离散信号测试子菜单、RS422信号测试子菜单、频率同步器信号测试子菜单、HB6096信号测试子菜单。
优选地，信号配置菜单包括模拟信号配置子菜单、离散信号配置子菜单。
优选地，信号调试菜单包括模拟量信号调试子菜单、离散量信号调试子菜单、频率信号调试子菜单、ARINC429信号调试子菜单、同步器信号调试子菜单。
本发明的有益效果是：
本发明通过配置离散信号、频率信号、模拟信号、同步器信号等非总线信号，提高航电***地面联试的完整性；
本发明通过配置ARINC429与RS422总线激励资源，加深了航电***的测试深度与广度；
本发明采用虚拟仪器技术和配置信号调理箱，可以灵活地修改软件配置和处理功能，测试手段更灵活，用户可根据具体测试场景配置不同信号激励，达到对各种不同的实验条件、数据处理的适应性；
本发明通过定制ICD配置软件，可方便实现多类ICD录入、配置加载、数据解析、数据发送等操作，大大简化了操作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明的组成框图；
图2为本发明的外形图；
图3为离散量信号输出模块示意图；
图4为频率量、模拟量信号输出示意图；
图5为同步器量输出示意图；
图6为422通信示意图；
图7为软件组成框图。
图中：
1、标准机柜；2、激励装置主机箱；3、PXI机架；4、主控板；5、串口模块；6、ARINC429模块；7、离散量信号输出模块；8、频率信号输出模块；9、模拟量信号输出模块；10、同步器模块；11、继电器模块；12、信号转接板；13、电源***；14、轴流风机；15、显示器及键鼠；16、信号调理箱。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本发明进一步阐述。
一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，包括硬件部分和软件部分。其中，硬件部分如图1、图2所示，包括标准机柜1、激励装置主机箱2、显示器及键鼠15、信号调理箱16。所述激励装置主机箱2内包括PXI机架3、主控板4、串口模块5、ARINC429模块6、离散量信号输出模块7、频率信号输出模块8、模拟量信号输出模块9、同步器模块10、继电器模块11、信号转接板12、电源***13、轴流风机14。
进一步地，所述PXI机架3符合PXI总线标准规范，采用标准19寸加固机架式设计，内置18槽PXI背板，满足***插槽需求，为测试***的搭建提供平台。
在本实施例中，所述主控板4是基于Intel Core I7/I5/I3处理器的3UCompactPCI高性能嵌入式***控制器。所述串口模块5是符合CompactPCI/PXI标准的工业标准的RS-232/485/422串行通信模块,用于被调试***的数据通信。
所述ARINC429模块6用于为测试***提供标准的HB6096信号。如图6所示，为422通信示意图。
所述离散量信号输出模块7用于为测试***提供标准的离散量信号，如图3所示，为所述离散量信号输出模块7的电路图。
所述频率信号输出模块8用于测试***提供所需的频率量信号；所述模拟量信号输出模块9用于为测试***提供所需的模拟量信号；如图4所示，为所述频率信号输出模块8、所述模拟量信号输出模块9所对应的频率量、模拟量信号输出示意图。
所述同步器模块10用于为测试***提供所需的同步器信号，如图5所示，为所述同步器模块10的同步器量输出示意图。
所述继电器模块11用于完成内部线路切换。
所述信号转接板12用于完成所述信号调理箱16与PXI设备信号之间的转接功能。
所述电源***13用于为综合激励装置提供不同类型的工作电源，包含三个电源子模块，输入220V/50Hz，输出为分别±12VDC、+3.3VDC、+5VDC、+28VDC、36V/400Hz。
所述轴流风机14用于帮助主机箱内部空气流动，提高散热性能。
所述信号调理箱16包括前面板、后面板、内部电缆，主要用于集中处理主机板卡输出的各种信号，为产品测试接口，产品所需离散量、模拟量、频率量、RS422、ARINC429信号均引至前面板，调试时，可从激励装置侧面将信号连至调理箱，由调理箱通过断路器将信号一分为二，分别连至调理箱前面板供测试用，另一路连至后面板供连接机载***。
所述信号调理箱16的前面板上提供足够的测试端口，按信号类型进行排列。前面板上设置有板断路器，断路器提供三种功能：第一，连接产品前，可断开断路器，测试激励装置功能板卡输出信号是否满足产品要求；第二，当确认激励装置产生的各种激励信号准确无误后，可接上断路器，将激励信号送至产品端；第三，在进行产品测试时，利用三用表、示波器等外接设备通过断路器方便的检测各路信号的状态、波形等，免去打开设备机箱，便于激励装置的维护。
所述信号调理箱16的后面板上提供输出到被测***的航插接口。
软件部分包括配置软件与***软件两部分。如图7所示。
所述配置软件可在无RS422和ARINC429接口控制文件的情况下，实现不同接口控制文件的配置，可方便实现包括通讯协议格式中LABEL号、帧信息、状态操作、位操作、数据操作等，并支持在RS422和ARINC429通讯测试过程中，任意更改测试数据；配置软件将配置信息通过MongoDB数据库关联到功能软件中。
所述***软件是整个***的主体部分，通过操作激励装置中各功能板卡，实现产品需要的各功能输出。
所述***软件主界面菜单栏从左到右依次为：***、信号测试、信号配置、信号调试、校准、帮助等，菜单栏主要提供进入其他操作界面的接口。
进一步地，***菜单：保存***参数、回读***参数、退出等子菜单。
信号测试菜单：包括模拟信号测试、离散信号测试、RS422信号测试、频率同步器信号测试、HB6096信号测试等子菜单。
信号配置菜单：包括模拟信号配置、离散信号配置等子菜单
信号调试菜单：包括模拟量信号调试、离散量信号调试、频率信号调试、ARINC429信号调试、同步器信号调试等子菜单。
校准菜单：包括DA等参数的输出校准。
本发明的工作原理及使用流程：
(一)、按要求连接好被激励***，确认各硬件连接可靠；
(二)、开始测试：运行程序；
(三)、设备初始化：程序运行后先对硬件资源进行了初始化；
(四)、判断初始化是否正常，若正常则显示程序主界面，否则报错，提示报错信息；
(五)、进入程序主界面后，根据任务需要选择相应的功能；
(六)、ICD配置：进行ICD数据管理，新建一个RS422/ARINC429数据块，在数据块中新建若干个信号，然后在这些信号中新建信号的域，完成之后把整个数据块当中的数据全部导出成Excel文件即可。
(七)、信号配置：可根据实际的测试对象，具体配置哪些激励信号，被配置的激励信号则会出现在测试界面中，使测试界面更简洁；
(八)、信号调试：则是综合激励装置修理时的一种辅助，方便排故人员定位综合激励装置具体故障；
(九)、信号校准：综合激励装置使用一段时间后，为保证综合激励装置各输出通道的准确性，使综合激励装置各精度指标满足要求，进行定期校准的测试界面；
(十)、信号测试：根据被测对象，在离散量、模拟量、同步器量等信号测试界面中，选择需要的激励信号，并选择发送，供被测对象工作。
其中步骤(六)至步骤(九)不是每次测试时的必要环节。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，包括硬件部分与软件部分；其特征在于：
硬件部分包括：
标准机柜(1)、设置于所述标准机柜(1)上的激励装置主机箱(2)、显示器及键鼠(15)、信号调理箱(16)；
激励装置主机箱(2)上设置有PXI机架(3)、设置于PXI机架(3)上的主控板(4)、串口模块(5)、ARINC429模块(6)、离散量信号输出模块(7)、频率信号输出模块(8)、模拟量信号输出模块(9)、同步器模块(10)、继电器模块(11)、信号转接板(12)、电源***(13)以及轴流风机(14)；
软件部分包括：
配置软件与***软件；
配置软件，用于在无RS422和ARINC429接口控制文件的情况下，替代接口控制文件的部分功能，以实现不同接口控制文件的配置；
***软件，用于通过操作综合激励装置中各功能板卡，实现产品需要的各功能输出，***软件上的主界面菜单栏包括***菜单、信号测试菜单、信号配置菜单、信号调试菜单、校准菜单、帮助菜单。
2.根据权利要求1所述的一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，其特征在于：所述信号调理箱(16)用于集中处理主机板卡输出的各种信号，包括前面板、后面板、内部电缆。
3.根据权利要求2所述的一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，其特征在于：所述信号调理箱(16)的前面板上设置有多个测试端口、断路器。
4.根据权利要求2所述的一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，其特征在于：所述信号调理箱(16)的后面板上设置有输出到被测***的航插接口。
5.根据权利要求1所述的一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，其特征在于：***菜单包括保存***参数子菜单、回读***参数子菜单、退出子菜单。
6.根据权利要求1所述的一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，其特征在于：信号测试菜单包括模拟信号测试子菜单、离散信号测试子菜单、RS422信号测试子菜单、频率同步器信号测试子菜单、HB6096信号测试子菜单。
7.根据权利要求1所述的一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，其特征在于：信号配置菜单包括模拟信号配置子菜单、离散信号配置子菜单。
8.根据权利要求1所述的一种用于支持航电***地面联试的综合激励装置，其特征在于：信号调试菜单包括模拟量信号调试子菜单、离散量信号调试子菜单、频率信号调试子菜单、ARINC429信号调试子菜单、同步器信号调试子菜单。
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