CN205373989U - 一种基于pxi开发平台的航空振动台测试*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PXI开发平台的航空振动台测试***，包括PXI机箱(1)和插在PXI机箱(1)内插槽上的PXI模块，所述PXI模块包含控制器模块(2)、信号发生器模块(3)、第一多路复用器模块(4)、第二多路复用器模块(8)、RS422模块(5)、1553B模块(6)和AO模块(7)。本实用新型实现了一种通用化、标准化、组合化、网络化的高性能数据采集测试***，并运用智能传感器信息处理和多传感器信息融合技术，整体上实现控制、通信、计算机和测量的一体化。

Description

一种基于PXI开发平台的航空振动台测试***

技术领域

本实用新型属于高性能数据采集***的常规测控领域，具体设计一种应用于航空机载完好性与使用监测***的初步测试领域。

背景技术

根据某型号航空器研发的振动测试台的测试需求，建立振动台测试***，对该振动台进行测试。本方案定制了以PXI设备为测试核心的平台，结合虚拟仪器技术、测试测量技术、机电一体化技术、网络通讯技术、软件技术的综合测试***来满足该项目各种需求。

现阶段振动测试台多用于电工、电子、汽车零部件以及其他涉及运输的产品和货物在运输过程中的环境，检测其产品的耐振性能。难以满足航空产品在功能上的需求，尤其是在高速数据采集和加速度设定上达不到指标要求。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的在于提供一种基于PXI开发平台的航空振动台测试***，实现一种通用化、标准化、组合化、网络化的高性能数据采集测试***，并运用智能传感器信息处理和多传感器信息融合技术，整体上实现控制、通信、计算机和测量的一体化。使其在环境温度为-20℃～50℃的状态下仍能正常工作。

本实用新型的实用新型目的通过以下技术方案实现：

一种基于PXI开发平台的航空振动台测试***，包括PXI机箱1和插在PXI机箱1内插槽上的PXI模块，所述PXI模块包含控制器模块2、信号发生器模块3、第一多路复用器模块4、第二多路复用器模块8、RS422模块5、1553B模块6和若干块AO模块7；

所述信号发生器模块3用于在控制器模块2的控制下，根据振动台的测试指标要求，产生若干路正弦信号、若干路转速信号和1路UTD信号；

所述第一多路复用器模块4用于将所述转速信号输出给被测设备；

所述第二多路复用器模块8用于将所述UTD信号输出给被测设备；

所述RS422模块5用于在控制器模块2的控制下向被测设备输出RS422信号；

所述1553B模块6用于在控制器模块2的控制下向被测设备输出1553B信号；

所述AO模块7用于将所述正弦信号输出给被测设备。

优选地，所述控制器模块2选用NI公司的PXI-8109型号的嵌入式控制器。

所述PXI信号发生器模块选用NI公司的PXI-5422型号的任意波型发生器。

所述第一多路复用器模块4、第二多路复用器模块8选用NI公司的PXI-2593型号的继电器。

所述RS422模块选用NI公司的PXI-8431/2型号的异步串行接口。

所述AO模块选用NI公司的NIPXI-6733型号的模拟输出板卡。

所述AO模块有四块，每块AO模块提供8路模拟输出通道。

所述PXI机箱选用NI公司的PXI-1045型号的机箱。

本实用新型主要实现了以下功能：

1)测试整体上，实现C3M一体化。C3M指的是控制(Control)、通信(Communication)、计算机(Computer)和测量(Measurement)；

2)测试平台上，采用虚拟仪器技术；

3)测试管理上，运用网络化技术；

4)测试信息处理上，使用智能传感器信息处理和多传感器信息融合技术。

附图说明

下面结合附图和具体实施过程对本实用新型做进一步说明。

图1为实用新型一种基于PXI开发平台的航空振动测试台测试***的电气架构原理图；

图中：1-PXI机箱，2-控制器模块，3-信号发生器模块，4-多路复用器模块，5-1553B模块，6-RS422模块，7-AO模块；

图2为实用新型一种基于PXI开发平台的航空振动台测试***的软件模块架构图；包括软件功能区和参数配置区；软件功能区包括主要功能控制模块，数据管理模块和面板控制模块，其中测试流程可自定义，根据不同测试项目要求规定测试项、调频、倍频、执行时间等，整个测试过程都可以通过控制器完成。

图3为实用新型一种基于PXI开发平台的航空振动台测试***的信号发生器模块和多路复用模块连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型一种基于PXI开发平台的航空振动台测试***，包括PXI机箱1和插在PXI机箱1内插槽上的PXI模块，PXI模块包含控制器模块2、信号发生器模块3、第一多路复用器模块4、第二多路复用器模块8、RS422模块5、1553B模块6和若干块AO模块7。

作为优选，本实用新型各组成部分的硬件配置如表一所示：

表一

①PXI机箱选用NI公司的用于各种测试和测量应用的高性能18槽机箱。配有高带宽背板，可满足各种高性能测试和测量应用的需求。它每个插槽中都接受PXI模块，机箱的操作温度范围可扩展至55℃，满足苛刻环境的需求。该系列机箱具有最新PXI规范的所有特性，包括内置10MHz参考时钟、PXI触发总线、星型触发和局部总线。

②控制器模块选用NI公司基于IntelCorei7-620M处理器的高性能嵌入式控制器，可用于PXI***。结合2.66GHz基频、3.33GHz(单核涡轮)双核处理器和双通道1066MHzDDR3内存，该控制器极为适合密集处理的模块化仪器和数据采集应用。

③信号发生器模块选用NI公司的一款200MS/s的任意波形发生器，该轻巧型单槽3UPXI板卡可实现16位的分辨率和高达256MB的板载内存。使用基于PCI总线的PXI平台，因而在下载波形时，其速度可达84MB/s，远高于传统GPIB仪器。运用同步内存核心(SMC)架构，能通过发生器与数字化仪和数字波形发生器/分析仪的同步来创建混合信号的测试***，也可通过多个任意波形发生器的同步，生成一个相位相干的多通道发生器。

④多路复用器模块选用NI公司的一款高密度50ΩRF继电器模块。本模块可自动配置为非匹配多路复用器、外部匹配的多路复用器或空间灵活的稀疏矩阵。每种配置可处理从直流到高于500MHz频率的信号。本单槽开关模块使用高密度的按钮式MCX连接器，即使是离散电缆仍可方便地管理。

⑤RS422通讯模块(2端口)使用NI公司的高性能异步串行接口。它除了提供高性能模块的各项功能外，还具有高压端口间数字隔离。能实现与RS485和RS232设备达3Mbit/s的高速通信，能以57波特到3,000,000波特的可配置波特率进行数据传输，对于非标准波特率可达1％精度，标准波特率下可达0.01％精度。

⑥1553B通讯模块使用某公司依据MIL-STD-1553B航电总线通信协议研发的一款基于PMC总线的通信卡。该模块可以工作在BC，RT或BM方式下，使PXI/CPCI/PCI总线测试***能够作为1553B总线上的一个通讯节点实现与1553B总线上其它设备的通讯和控制。该模块具有可靠性高、容错能力强、成本低等特点，可以广泛应用于军用和民用航空航天电子测试***中。

⑦AO模块选用NI公司的高速模拟输出板卡，性能优越可靠，可满足多数应用的要求。它提供了8路模拟输出通道，每条通道速度达1MS/s，拥有16位分辨率以及数字触发。本模块可以10Mword/s的速率进行高速数字模式的生成/检测。它采用PXI触发总线，可同步其他数据采集，运动和视觉产品，从而帮助用户创建个性化测量方案来测试其创新的设计。

本实用新型通过在控制器模块中设计如图2所示的软件***，可以实现以下功能：

(1)27路正弦信号仿真

使用四块AO模块实现。选用NI公司的一款200MS/s的任意波形发生器，可实现16位的分辨率和256MB的板载内存。下载波形速度可达84MB/s，远高于传统GPIB仪器。运用同步内存核心(SMC)架构，能通过发生器与数字化仪和数字波形发生器/分析仪的同步来创建混合信号的测试***，也可通过多个任意波形发生器的同步，生成一个相位相干的多通道发生器。

(2)5路转速信号仿真和1路UTD信号

使用信号发生器模块、第一多路复用器模块、第二多路复用器模块实现。第一多路复用器模块、第二多路复用器模块均可扩展至16路信号。连接如图3所示。选用NI公司的一款高密度50ΩRF继电器模块。第一多路复用器模块、第二多路复用器模块可自动配置为非匹配多路复用器、外部匹配的多路复用器或空间灵活的稀疏矩阵。每种配置可处理从直流到高于500MHz频率的信号。本单槽开关模块使用高密度的按钮式MCX连接器，即使是离散电缆仍可方便地管理。

本实用新型为了满足当前的某型号振动台的测试需要，同时又兼具一定的通用性和扩展性，在一定的硬件环境下通过自定义程序控制不同组合、不同量级的信号输出，以达到对直升机主旋翼、发动机、尾桨和机体等信号的仿真。用第一多路复用器模块(4)产生频率为3～250Hz的模拟信号(其中2路正弦波，3路方波)，实现主旋翼转速、尾桨、尾传动轴、主减左右输入轴等转速信号仿真，通过频率调节查看测试***测试响应并记录测试结果。用第二多路复用模块实现UTD信号输出，将来增加视频信号仿真的功能以实现对综合显示***的视频信号仿真。

(3)1路1553

使用1553B模块实现。该模块满足MIL-STD-1553B航电总线通信协议，数据传输率为1Mbps；双通道结构，每通道双冗余总线(热备份)；具备全功能终端，包括BC/RT/MT；板载2Mx16位SRAM；支持变压器耦合/直接耦合两种耦合方式；消息格式支持BC→RT、RT→BC、RT→RT、广播命令及模式命令；具有灵活的中断生成功能；BC帧可以自动重发，并支持多种重试策略；总线监听触发，命令字触发启动或停止监听；具备1～65535us的可编程消息间隔时间；满足32bit，33MHz/66MHz的PMC总线规范；选用1553B专用连接器；提供标准DLL动态链接库，支持VC、VB、Delphi、CVI等标准开发平台；提供Windows(XP及以上)***下驱动，支持VxWorks，LabVIEWRT，Linux等操作***。该模块满足***1路1553B通信需求。

(4)1路422

使用422模块实现。该模块有2路422通讯接口，能以57波特至3,000,000波特的可变波特率进行数据传输，对于非标准波特率可达1％精度，标准波特率下可达0.01％精度。该模块满足***1路422通信需求。

(5)1路以太网接口

使用控制器模块实现。控制器模块自带两路千兆以太网接口，满足***1路以太网接口需求。

(6)1路XGA视频接收

选用支持XGA视频接收的显示器实现。

Claims (8)

1.一种基于PXI开发平台的航空振动台测试***，包括PXI机箱(1)和插在PXI机箱(1)内插槽上的PXI模块，其特征在于所述PXI模块包含控制器模块(2)、信号发生器模块(3)、第一多路复用器模块(4)、第二多路复用器模块(8)、RS422模块(5)、1553B模块(6)和若干块AO模块(7)；

所述信号发生器模块(3)用于在控制器模块(2)的控制下，根据振动台的测试指标要求，产生若干路正弦信号、若干路转速信号和1路UTD信号；

所述第一多路复用器模块(4)用于将所述转速信号输出给被测设备；

所述第二多路复用器模块(8)用于将所述UTD信号输出给被测设备；

所述RS422模块(5)用于在控制器模块(2)的控制下向被测设备输出RS422信号；

1553B模块(6)用于在控制器模块(2)的控制下向被测设备输出1553B信号；

AO模块(7)用于将所述正弦信号输出给被测设备。

2.根据权利要求1所述的航空振动台测试***，其特征在于所述控制器模块(2)选用NI公司的PXI-8109型号的嵌入式控制器。

3.根据权利要求1所述的航空振动台测试***，其特征在于所述信号发生器模块选用NI公司的PXI-5422型号的任意波型发生器。

4.根据权利要求1所述的航空振动台测试***，其特征在于所述第一多路复用器模块(4)、第二多路复用器模块(8)选用NI公司的PXI-2593型号的继电器。

5.根据权利要求1所述的航空振动台测试***，其特征在于所述RS422模块选用NI公司的PXI-8431/2型号的异步串行接口。

6.根据权利要求1所述的航空振动台测试***，其特征在于所述AO模块选用NI公司的NIPXI-6733型号的模拟输出板卡。

7.根据权利要求1所述的航空振动台测试***，其特征在于所述AO模块有四块，每块AO模块提供8路模拟输出通道。

8.根据权利要求1所述的航空振动台测试***，其特征在于所述PXI机箱选用NI公司的PXI-1045型号的机箱。