王 琦

(中國人民解放軍93199部隊，哈爾濱 150001)

航電電源控制保護器測試系統(tǒng)設計

王 琦

(中國人民解放軍93199部隊，哈爾濱 150001)

航空電源保護器測試系統(tǒng)在硬件方面充分考慮到測量過程的可控性、穩(wěn)定性和安全性，在軟件方面充分利用VC++等多種編程語言，可視化的控制平臺方便實用，操作簡便易行，并運用復雜的數(shù)據(jù)算法，使航空電源產(chǎn)品的質量得到可靠保證。

電源控制保護器；測試系統(tǒng)；硬件

航電系統(tǒng)中的電源控制保護器在飛機供電系統(tǒng)中一直都處于中心地位，它的主要作用是對飛機供電系統(tǒng)實施監(jiān)控和保護，當飛機的供電系統(tǒng)發(fā)生欠壓、過壓、欠頻和過頻時，電源控制保護器就會保護供電系統(tǒng)，以提高飛行狀態(tài)的平穩(wěn)、可靠和安全。

隨著航空事業(yè)與計算機應用技術的不斷發(fā)展，一些老舊過時的測試方法已經(jīng)跟不上時代發(fā)展的潮流，更不能與現(xiàn)代的航空電源產(chǎn)品檢測技術的發(fā)展與應用相適應。其測試方法上主要存在的差距有：檢測的精度不高、檢測結果人為因素干擾過多、多次操作會有誤差積累，檢測結果與實際數(shù)值差距較大、檢測的工作效率不高，需要大量的人工操作來實現(xiàn)，致使檢測的時間較長、檢測檔案和數(shù)據(jù)庫的建立不完善、不能實現(xiàn)量化的生產(chǎn)管理與質量控制。

航空電源控制保護器能對航空供電系統(tǒng)測控和保護電路安全起到有效作用，如供電系統(tǒng)在工作時發(fā)生供電狀態(tài)不正常時，電源控制保護器就可以對電源系統(tǒng)起到整體保護作用，在很大程度上提高飛機飛行狀態(tài)下的安全系數(shù)。隨著國家科學技術和創(chuàng)新能力的發(fā)展，航空工業(yè)體系日益完備，傳統(tǒng)的檢測方法已經(jīng)不能適應現(xiàn)在航空工業(yè)的發(fā)展要求，所以，航電電源控制保護器測試系統(tǒng)能完全實現(xiàn)自動化的測試功能，在測試過程中，根據(jù)計算機的固定程序進行自動測控，測試程序員只需對測試所應用的信息進行處理和設置，測試系統(tǒng)就會自動安排給定好所需要的測試內(nèi)容以完成測試工作。由于測試自動化體系的建立，給測試人員帶來了極大的便利，同時降低了測試人員的勞動強度，還排除了一些人為因素的干擾，消除了許多測試中帶來的不利因素的影響，提高了航電電源控制系統(tǒng)的測試效率，使航空飛行變得越來越高效、安全。

航電電源控制保護器在出廠前必須經(jīng)過嚴格的檢測，以確定它的性能是否符合要求和標準，這種產(chǎn)品特別容易受到外界環(huán)境因素的影響與干擾，這種影響與干擾是不易被科學儀器檢測出來的，但對其產(chǎn)生的影響可以用科學測試的方法正確判斷出來。

1 硬件系統(tǒng)的設計與組成

航空電源保護器測試系統(tǒng)在硬件設計上主要包括：主控計算機、電源模塊、控制系統(tǒng)單元模塊、非航空電子模擬監(jiān)測處理系統(tǒng)模擬器及被檢測設備等，主控計算機采用的是RS232通信技術，用串口技術對電源進行處理，飛機上所有的電源系統(tǒng)工作環(huán)境和運行狀態(tài)都能被顯示出來。作為整個保護器測試系統(tǒng)的執(zhí)行工具，控制系統(tǒng)單元模塊要根據(jù)主控計算機所發(fā)出的指令，對電源模塊進行有效的供電。被測試的產(chǎn)品應該依據(jù)供電情況作出有效的反應。單元模塊還要負責根據(jù)控制命令來收集被測試設備的相關數(shù)據(jù)，并將收集到的數(shù)據(jù)迅速傳送到主控計算機上進行分析和運算。

1.1 主控計算機的應用

主控計算機的功能主要是負責航電電源保護器測試系統(tǒng)的管理控制工作，它主要分為數(shù)字輸出和模擬數(shù)字轉換兩個裝置。航電電源保護器測試系統(tǒng)上所有數(shù)字信號的相關信息都是通過數(shù)字輸出裝置來輸送的，輸送的信號信息會在控制信號的命令下完成相關測試。在這一過程中，模擬數(shù)字信號轉換裝置主要是采集被測試設備相關數(shù)據(jù)的模擬信號并轉換成數(shù)字信號，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理運算，以函數(shù)曲線和數(shù)值的方式在主控計算機的檢測頁面上播放。

1.2 電源模塊

主控計算機的檢測系統(tǒng)是由多個電源來模擬飛機電源系統(tǒng)運行狀態(tài)的體系系統(tǒng)，它主要由永磁機的模仿電源、線路模仿互感器的樣電源、模仿115 V/400 Hz發(fā)電機電源和直流電源組成。在系統(tǒng)檢測中，主控計算機利用串口技術向電源模塊發(fā)出命令密碼，這樣，符合控制器的檢測需要和保證電源的安全穩(wěn)定運行。

1.3 控制系統(tǒng)單元模塊

它是航電電源保護器測試系統(tǒng)的主要執(zhí)行單位，主要由專用接口線模塊、傳感器和繼電配電模塊構成。如：繼電配電模塊是利用觸點的開合來完成工作的，它可以完成對控制器的測試管理任務。在這一過程中，被測設備上的電壓/電流數(shù)據(jù)會通過傳感器轉換，之后傳輸?shù)街骺赜嬎銠C上，在相應的軟件上操作。要實現(xiàn)主控計算機、繼電配電模塊和傳感器三者間的電氣接通和信號互相應對這一目的，就要由專用接口線模塊來完成。

1.4 非航空電子模擬監(jiān)測處理系統(tǒng)模擬器

這種系統(tǒng)模擬器主要使用的是單片機，它是用匯編語言對處理程序進行編寫，被測設備與電源模塊發(fā)出的信息，由處理系統(tǒng)模擬器的串口技術來完成接收，在處理相應信息和進行對比分析后，會把檢測出來的系統(tǒng)工作狀態(tài)通過串口技術傳給主控計算機。

1.5 被檢測的設備

檢測不同種類和型號的控制處理器，這種控制處理器要有相應的專用接口線連接，主要還是檢測因工作失誤導致電氣連接的錯誤，同時，還能避免不同型號的控制處理器受到其他因素的影響。

2 軟件實現(xiàn)系統(tǒng)

航電電源保護器測試系統(tǒng)應用的軟件主要是VC++高級編程語言和一些常用的匯編程序語言。在軟件系統(tǒng)的主體結構上主要應用VC++高級編程語言，其語言由三部分組成：控制器檢測、設備自檢和參數(shù)校準。當檢測系統(tǒng)在正常運行之初，先對其整體測試功能設備進行自檢，為系統(tǒng)運行提供一個安全穩(wěn)定的前提和基礎。當自檢沒有發(fā)現(xiàn)問題之后，會自動彈出一個要測試的產(chǎn)品界面，在這個整體界面上，用戶要點擊選擇一個型號產(chǎn)品，進入測試頁面。在測試頁面中，要填寫好相關的測試內(nèi)容和結果后，才開始進行檢測，最后會得到一個測試結論，與采集到的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的測試結果進行對比分析，生成的結論會在測試頁中顯示，最后依據(jù)處理結果來判斷這個產(chǎn)品是否符合標準，如不合格，應拿出相應的故障說明。然后將檢測的結論數(shù)據(jù)自動保存在相應的數(shù)據(jù)庫中，以方便用戶的使用和查找，這些結論數(shù)據(jù)也能根據(jù)需要隨時進行打印。

3 系統(tǒng)的技術難點和解決方案

3.1 對頻率參數(shù)檢測精度要求高

對于工作頻率而言，航空產(chǎn)品的工作頻率要求會高出民用產(chǎn)品，如：航空產(chǎn)品的交流電源頻率要高出民用交流電源頻率的八倍多。按照控制保護器檢測規(guī)范的要求，頻率的參數(shù)是有誤差的，這個誤差一定要控制在1%以下。航電電源保護器測試系統(tǒng)所用的多功能數(shù)據(jù)，是采集卡通過對電壓參數(shù)數(shù)據(jù)的頻率值的獲取所得到的。

3.2 高精度定時器的要求

欠壓、過壓、欠頻和過頻是供電系統(tǒng)中要保護的四種狀態(tài)，航電電源保護器測試系統(tǒng)要測試航電電源保護器在以上四種狀態(tài)時的完成時間，根據(jù)測試規(guī)范要求，動作時間是有測算誤差的，這個誤差是不允許超過一定范圍的。在系統(tǒng)時間更新頻率不快時，會降低它參數(shù)測量值的精度。通過研究發(fā)現(xiàn)，這種高精度的運算計算器可以通過一定的時間間隔而獲得一個精確的數(shù)值。因此，使用有高精度運行器數(shù)值性能的計數(shù)器，并將其數(shù)值與系統(tǒng)時間同步，兩者結合使用就會計算出一個當前的時間，這個時間數(shù)值的精度較高。作為硬件計數(shù)器中有高精度運算的一種計數(shù)器——性能計數(shù)器，它能高精度地計算出一個時間，這個時間相對的周期較短。

[1] 朱飛.新型飛機供電參數(shù)測試系統(tǒng)的研究與設計[D]. 西安：西北工業(yè)大學，2015.

[2] 來文潔.飛機電源系統(tǒng)供電參數(shù)測試與分析研究[D].西安：西北工業(yè)大學，2015.

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Design of test system for aerospace power supply protector

WANG Qi

(People’s Liberation Army 93199 Troops, Harbin 150001, China)

The aviation power protector test system takes full account of the controllability, stability and safety of the measurement process in hardware, and makes full use of VC++ and other programming languages in the software. The visual control platform is convenient and practical, and the operation is simple and easy. And the use of complex data algorithms can guarantee the quality of aviation power products.

Power control protector; Test system; Hardware

2017-05-20

王琦(1981-)，男，碩士，助理工程師。

TP273

A

1674-8646(2017)12-0058-02