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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