戴燁飛

【摘 要】介紹了一種試驗(yàn)接口裝置，它能夠在不破壞系統(tǒng)連接電纜的情況下，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)設(shè)備和被測(cè)系統(tǒng)之間的連接，并將系統(tǒng)信號(hào)抽引出來(lái)，滿足測(cè)試要求。同時(shí)，它也能夠?qū)崿F(xiàn)試驗(yàn)設(shè)備仿真信號(hào)與被測(cè)系統(tǒng)真件信號(hào)的切換，滿足系統(tǒng)驗(yàn)證和排故要求。

【關(guān)鍵詞】試驗(yàn)接口裝置；接口互聯(lián)；構(gòu)型切換；繼電器；鐵鳥

【Abstract】In this paper， a test interface unit is introduced. Through it， test equipment can quickly connect to the system under test and the signals of the system can be simply measured， without destroying the system connecting cable. At the same time， it can also realize the switching between the simulation and the real system， meeting the requirements of the system verification and trouble shooting.

【Key words】Test interface unit； Interfacing； Configuration switch； Relay； Iron bird

0 概述

鐵鳥鑒定試驗(yàn)是電傳飛行控制系統(tǒng)付諸飛行試驗(yàn)前的一個(gè)正規(guī)的系統(tǒng)驗(yàn)證與確認(rèn)過(guò)程[1]，而鐵鳥試驗(yàn)臺(tái)是這一重要過(guò)程的試驗(yàn)平臺(tái)，它一般安裝真實(shí)的飛控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和起落架系統(tǒng)，有些機(jī)型則還為其配置航電、電源等系統(tǒng)。對(duì)于某些沒(méi)有真件，但試驗(yàn)又需要的系統(tǒng)，則往往采用仿真。又一方面，鐵鳥所需安裝的真件并不是一次就到位的，那些沒(méi)有到位的真件，在試驗(yàn)前期，通常也用仿真來(lái)替代。待真件到位后，可以直接切換到真件，并保留仿真，以進(jìn)行對(duì)比和排故。

試驗(yàn)接口裝置就是用來(lái)連接真件和仿真，并實(shí)現(xiàn)它們之間切換的試驗(yàn)設(shè)備。

1 功能需求

一般來(lái)說(shuō)，鐵鳥試驗(yàn)需要經(jīng)歷系統(tǒng)調(diào)試階段、系統(tǒng)綜合試驗(yàn)和系統(tǒng)交聯(lián)試驗(yàn)三個(gè)階段。

以飛控系統(tǒng)為例，在系統(tǒng)調(diào)試階段，可能飛控系統(tǒng)的部分機(jī)載設(shè)備未能交付，那么試驗(yàn)時(shí)往往采用仿真設(shè)備代替；在系統(tǒng)綜合試驗(yàn)階段，鐵鳥試驗(yàn)臺(tái)安裝了一架份真實(shí)的飛控系統(tǒng)，但由于該階段只需驗(yàn)證飛控系統(tǒng)的需求，那么飛控系統(tǒng)所需其他相關(guān)系統(tǒng)的信號(hào)可以用仿真替代；而在最后的交聯(lián)階段，則需要將飛控系統(tǒng)與其他真實(shí)系統(tǒng)交聯(lián)起來(lái)，完成真實(shí)接口的檢查，完成其他真實(shí)系統(tǒng)構(gòu)型下飛控系統(tǒng)功能和性能滿足設(shè)計(jì)要求。

在這些試驗(yàn)階段轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，真實(shí)的機(jī)載設(shè)備將逐漸接入系統(tǒng)，并代替仿真設(shè)備與原有的系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)。同時(shí)，為了滿足真實(shí)機(jī)載設(shè)備、真實(shí)系統(tǒng)的排故，往往又要求系統(tǒng)能夠切換到仿真設(shè)備的狀態(tài)。因此，試驗(yàn)接口裝置既要實(shí)現(xiàn)真實(shí)機(jī)載設(shè)備或試驗(yàn)仿真設(shè)備的接入，又要實(shí)現(xiàn)在真實(shí)機(jī)載設(shè)備和試驗(yàn)仿真設(shè)備之間的來(lái)回切換，即其應(yīng)具備以下兩個(gè)功能：

1）接口互聯(lián)

與真實(shí)飛機(jī)上的EWIS（ Electrical Wiring Interconnection System ）系統(tǒng)[2]相類似，試驗(yàn)接口裝置的接口互聯(lián)功能就是要實(shí)現(xiàn)鐵鳥試驗(yàn)臺(tái)上所有系統(tǒng)和設(shè)備的互聯(lián)，包括被試系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)和測(cè)試設(shè)備。同時(shí)，在接口連接的時(shí)候，保證信號(hào)的電氣特性盡可能的與真實(shí)飛機(jī)的一致，保證試驗(yàn)設(shè)備的接入不會(huì)對(duì)被試系統(tǒng)的信號(hào)造成影響。

2）構(gòu)型切換

如上文中所述，構(gòu)型切換就是要實(shí)現(xiàn)被試系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備與試驗(yàn)設(shè)備之間的切換，從而根據(jù)試驗(yàn)需要，配置不同的構(gòu)型，滿足不同試驗(yàn)階段的要求。

2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

某型飛機(jī)鐵鳥試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)接口裝置的基本原理如圖1所示。通過(guò)飛機(jī)EWIS系統(tǒng)自身設(shè)置的分離面，可以將信號(hào)轉(zhuǎn)接到試驗(yàn)接口裝置的真實(shí)接口上，而試驗(yàn)設(shè)備通過(guò)具備與飛機(jī)EWIS系統(tǒng)基本一致的電氣特性的電纜連接到仿真接口。這樣，在系統(tǒng)調(diào)試階段，即使沒(méi)有機(jī)載設(shè)備，通過(guò)仿真接口連接試驗(yàn)設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)調(diào)試。在機(jī)載設(shè)備到位的情況下，只要將設(shè)備連接到相應(yīng)的接口，并通過(guò)接口裝置的切換，就可以將其接入系統(tǒng)，同時(shí)并不需要去除原有試驗(yàn)設(shè)備的連接。這樣可以根據(jù)試驗(yàn)需要，在仿真和真件之間切換。

一般來(lái)說(shuō)，鐵鳥試驗(yàn)臺(tái)安裝有相當(dāng)數(shù)量的機(jī)載設(shè)備和試驗(yàn)設(shè)備，各設(shè)備之間的接口關(guān)系也較復(fù)雜，如果仿真和真件之間的切換通過(guò)人工或手動(dòng)來(lái)切換，那么勢(shì)必影響試驗(yàn)的效率和進(jìn)度。某型飛機(jī)鐵鳥試驗(yàn)臺(tái)接口裝置的切換通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)。在每一線路上增加一個(gè)繼電器，通過(guò)繼電器控制板卡控制繼電器的通斷，可以一次實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)線路的切換，圖2位繼電器控制的基本原理示意圖。

每一線路的輸出由4個(gè)繼電器控制，這4個(gè)繼電器組成一個(gè)開關(guān)矩陣。初始狀態(tài)下，為了保證設(shè)備的安全，4個(gè)繼電器都處于常開狀態(tài)。當(dāng)要求真件輸入和真件輸出時(shí)，繼電器K1和K2閉合，且K3、K4保持常開狀態(tài)；當(dāng)要求真件輸入和仿真輸出時(shí)，繼電器K1和K4閉合，且K2、K3保持常開狀態(tài)；當(dāng)要求仿真輸入和真件輸出時(shí)，繼電器K2和K3閉合，且K1、K4保持常開狀態(tài)；當(dāng)要求仿真輸入和仿真輸出時(shí)，繼電器K3和K4閉合，且K1、K2處于常開狀態(tài)。這樣通過(guò)不同的繼電器斷合組合，控制不同的輸入和輸出，靈活的切換試驗(yàn)構(gòu)型，滿足試驗(yàn)要求。

另外，有些系統(tǒng)為了滿足信號(hào)采集的需要，往往在繼電器K2、K4后端再增加一個(gè)數(shù)據(jù)采集的接口。這樣，通過(guò)試驗(yàn)接口裝置，既可以在輸入端通過(guò)仿真設(shè)備注入信號(hào)，又可以在輸出端的數(shù)據(jù)采集接口采集信號(hào)。

3 信號(hào)切換測(cè)試

為了說(shuō)明信號(hào)的實(shí)際切換效果，在本文中，我們使用電位計(jì)信號(hào)和離散信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。

測(cè)試時(shí)，利用函數(shù)發(fā)生器，在系統(tǒng)真件輸入接口和仿真輸入接口同時(shí)輸入幅值為5v，頻率為1Hz的正弦電壓信號(hào)。初始狀態(tài)時(shí)，繼電器K1、K4處于斷開狀態(tài)，K2、K3處于閉合狀態(tài)，因此，仿真通道信號(hào)輸出為零，真實(shí)通道則采集到仿真輸入端的信號(hào)，如圖3所示。當(dāng)繼電器狀態(tài)反轉(zhuǎn)時(shí)，仿真通道采集到幅值為5v的正弦信號(hào)，而真實(shí)通道信號(hào)則為零，如圖3所示。

采用相同的方法對(duì)離散信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如圖4所示。

從上述兩種信號(hào)的測(cè)試結(jié)果，可以說(shuō)明本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)信號(hào)的切換。由于采用了能夠幾無(wú)失真地傳輸并切換高頻信號(hào)的高頻繼電器[3]，切換前后的信號(hào)波形基本完全一致，如圖3所示。也就是說(shuō)采用高頻繼電器切換并不會(huì)對(duì)信號(hào)造成影響。

4 小結(jié)

通過(guò)試驗(yàn)接口裝置可以在不破換系統(tǒng)連接電纜的情況下，方便的注入信號(hào)，同時(shí)，又可以根據(jù)需要切換構(gòu)型，便于仿真與真件的對(duì)比和排故。在不需要注入信號(hào)的時(shí)候，直接去掉試驗(yàn)接口裝置與分離面連接器連接的電纜，就可以方便的還原系統(tǒng)。對(duì)于那些類似于鐵鳥試驗(yàn)，試驗(yàn)構(gòu)型繁多且不同構(gòu)型之間需要來(lái)回切換的，如果應(yīng)用試驗(yàn)接口裝置，那將大大有利于提供試驗(yàn)效率。

另外，試驗(yàn)接口裝置的接入，不可必然的增加設(shè)備之間的連接電纜長(zhǎng)度，對(duì)于有阻抗要求的信號(hào)或者有壓降要求的供電信號(hào)，則應(yīng)盡可能的做到阻抗匹配或者進(jìn)行壓降等效計(jì)算。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張德發(fā)，葉勝利，等.飛行控制系統(tǒng)的地面與飛行試驗(yàn)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003.

[2]顧海榮.EWIS介紹以及維護(hù)管理要求[M].航空維修與工程，2012，02.

[3]吳世湘，金福群.新型高頻繼電器加速完善下一代通信技術(shù)[J].電子產(chǎn)品世界，2005.

[責(zé)任編輯：鄧麗麗]