摘? 要：該文立足于飛機(jī)飛控系統(tǒng)的集成測(cè)試需求，利用軟硬件動(dòng)態(tài)配置、虛擬設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等方式，設(shè)計(jì)出靈活性較強(qiáng)、兼容性較高的通用飛控系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，并對(duì)該測(cè)試平臺(tái)的構(gòu)成、工作原理進(jìn)行介紹，對(duì)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、ICD數(shù)據(jù)管理技術(shù)、EICAS畫(huà)面仿真技術(shù)、加載臺(tái)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)飛控;集成測(cè)試;ICD

中圖分類(lèi)號(hào)：V249? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

該文根據(jù)飛機(jī)飛控原理與外接口關(guān)系，借助虛擬儀器設(shè)計(jì)出飛控集成測(cè)試平臺(tái)，在該平臺(tái)中利用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)進(jìn)行測(cè)試，為飛控系統(tǒng)中的全體部件賦予自動(dòng)、手動(dòng)測(cè)試、故障注入、故障分析等測(cè)試功能。同時(shí)，利用軟硬件動(dòng)態(tài)配置技術(shù)，使機(jī)載設(shè)備與接口出現(xiàn)異常時(shí)，能夠與測(cè)試變化擴(kuò)展需求相互適應(yīng)。

1 飛機(jī)飛控集成測(cè)試平臺(tái)工作原理

該測(cè)試平臺(tái)具有飛機(jī)系統(tǒng)安裝、連接、加載、測(cè)試等功能，主要包括測(cè)試系統(tǒng)、全套試驗(yàn)器、配平加載臺(tái)、桿力桿位移測(cè)試系統(tǒng)等內(nèi)容。飛控系統(tǒng)中的各個(gè)部件均經(jīng)過(guò)試驗(yàn)器與平臺(tái)相連接，在全套試驗(yàn)器中，分配單元與信號(hào)轉(zhuǎn)接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連接，各部件根據(jù)飛機(jī)實(shí)際接線關(guān)系進(jìn)行連接，為系統(tǒng)測(cè)試中的人工檢測(cè)、控制、狀態(tài)檢測(cè)等提供便利。另外，飛控測(cè)試需要得到監(jiān)控總線信號(hào)、系統(tǒng)試驗(yàn)器的支持，將系統(tǒng)試驗(yàn)器與PXI功能板卡相結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)完成對(duì)信號(hào)的監(jiān)控與激勵(lì)。在系統(tǒng)檢測(cè)中，測(cè)試平臺(tái)還可完成加載臺(tái)與實(shí)驗(yàn)臺(tái)中部件固定、部件配平、舵機(jī)配平等工作。

通過(guò)對(duì)該測(cè)試平臺(tái)的應(yīng)用，能夠?qū)︼w控系統(tǒng)型號(hào)進(jìn)行檢查，由于不同飛控系統(tǒng)在部件構(gòu)成、連接方法、部件類(lèi)型等方面均存在差異，因此可發(fā)揮該測(cè)試平臺(tái)的作用，借助全套試驗(yàn)器發(fā)掘飛控系統(tǒng)型號(hào)差異，使多樣化飛控系統(tǒng)均可采用相應(yīng)的試驗(yàn)器完成信號(hào)接口適配、連接、配電等工作，使該系統(tǒng)能夠在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下完成測(cè)試與實(shí)驗(yàn)。在飛控系統(tǒng)檢測(cè)過(guò)程中，由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)給各個(gè)飛控系統(tǒng)部件提供電能，平臺(tái)對(duì)各類(lèi)飛控零件狀態(tài)進(jìn)行檢查，在確保工作情況正常的基礎(chǔ)上，發(fā)揮激勵(lì)單元在控制增穩(wěn)、模擬航電等方面的作用，與仿真激勵(lì)信號(hào)相結(jié)合，共同為各個(gè)飛控操縱臺(tái)加載信號(hào)，并在此過(guò)程中，根據(jù)加載情況通過(guò)手柄對(duì)飛控工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置，使該系統(tǒng)進(jìn)入工作模式，測(cè)試平臺(tái)對(duì)飛控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)ICD解析后將其輸出到測(cè)試平臺(tái)軟件層面，這時(shí)測(cè)試人員便可通過(guò)EFIS/EICAS仿真界面對(duì)飛控系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)，也可利用測(cè)試軟件對(duì)各項(xiàng)測(cè)試結(jié)論進(jìn)行分析，并將最終的測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)之中。

2 飛機(jī)飛控集成測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

飛機(jī)飛控系統(tǒng)集成測(cè)試的重要基礎(chǔ)便是數(shù)據(jù)采集技術(shù)，在數(shù)據(jù)采集后便可對(duì)飛機(jī)飛行情況進(jìn)行科學(xué)合理地預(yù)測(cè)與診斷，提高飛機(jī)飛行效率、延長(zhǎng)飛機(jī)使用壽命。因此，精準(zhǔn)采集飛機(jī)各個(gè)部件的運(yùn)行狀態(tài)十分重要。在科技飛速發(fā)展的背景下，起落架系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、新型傳感器等新技術(shù)、新設(shè)備廣泛應(yīng)用到飛機(jī)飛控集成系統(tǒng)之中，為傳統(tǒng)機(jī)載系統(tǒng)的更新?lián)Q代提供了技術(shù)支持。另外，還有遠(yuǎn)距離無(wú)線傳感器、光纖傳感器、超聲波傳感器等均可應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)外部，對(duì)待測(cè)部件以非接觸的形式進(jìn)行監(jiān)測(cè)。機(jī)載數(shù)據(jù)采集需要確保系統(tǒng)的成熟可靠，具有較強(qiáng)的抗干擾性，使數(shù)據(jù)采集與時(shí)間同步，還要考慮到工作環(huán)境、測(cè)量條件等因素的影響，經(jīng)過(guò)綜合分析后，獲取最為精準(zhǔn)的測(cè)試信息。

2.2 ICD數(shù)據(jù)管理技術(shù)

ICD是指航空電子接口控制文件，對(duì)設(shè)備之間信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式進(jìn)行測(cè)試與分析。由于航空電子設(shè)備類(lèi)型眾多、數(shù)量較大，因此ICD也十分龐雜，在一定程度上加大了查詢(xún)與使用的難度。因此，可采用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)ICD中的信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并建立ICD管理軟件，對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理，對(duì)各類(lèi)記載電子設(shè)備進(jìn)行定義。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，應(yīng)與平臺(tái)硬件相結(jié)合，在錄入相應(yīng)ICD以后，測(cè)試平臺(tái)可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)將ICD相關(guān)信息調(diào)出，完成數(shù)據(jù)解析與重組工作，對(duì)ICD進(jìn)行規(guī)范管理。在該文設(shè)計(jì)的ICD數(shù)據(jù)庫(kù)中，采用3層訪問(wèn)方式，包括客戶(hù)端、數(shù)據(jù)庫(kù)以及二者之間的應(yīng)用服務(wù)，客戶(hù)端無(wú)權(quán)進(jìn)行直接操作。因此，客戶(hù)端無(wú)須對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的分布情況進(jìn)行了解，更無(wú)須將數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)信息發(fā)布到客戶(hù)端中，進(jìn)而在很大程度使數(shù)據(jù)信息的安全性得到顯著提升。

2.3 EICAS畫(huà)面仿真技術(shù)

在系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中，需要對(duì)EFIS、EICAS顯示屏、PFD界面進(jìn)行仿真，以圖形的形式將故障界面、ADI界面、HIS界面進(jìn)行展示，支持EICAS與EFIS畫(huà)面的分屏展示，且可對(duì)畫(huà)面中的參數(shù)信息進(jìn)行更換，在手柄操作下，在HIS界面中顯示出飛機(jī)的航向、姿態(tài)等相關(guān)信息;在EICAS中顯示不同角度，角度分辨率為0.1°，將桿力測(cè)試分辨率設(shè)置為0.001 V，離散量設(shè)置為0.1 V。

在EICAS畫(huà)面仿真中，使用的是埃斯特爾公司開(kāi)發(fā)的SCADE Display軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真，且該仿真界面具有較強(qiáng)的獨(dú)立性，采用VS2010工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理與開(kāi)發(fā)，使與仿真界面完成對(duì)接。在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)與模塊化處理的過(guò)程中，將仿真界面與數(shù)據(jù)處理分割開(kāi)來(lái)，借助數(shù)據(jù)映射表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，從而提高軟件架構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性，具體如下。

（1）映射表，將2個(gè)模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，通過(guò)更改映射表，對(duì)2個(gè)模板間的映射關(guān)系進(jìn)行更改，為技術(shù)人員的查詢(xún)工作提供便利，使系統(tǒng)更具可配置能力。

（2）仿真顯示模塊，借助SCADE Display軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，對(duì)接口進(jìn)行處理使其統(tǒng)一，存儲(chǔ)到映射表中，為數(shù)據(jù)模塊交互提供便利。

（3）數(shù)據(jù)處理模塊，對(duì)獲取到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，發(fā)揮映射表的作用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理與仿真界面中的信息交換。

2.4 加載臺(tái)設(shè)計(jì)

在飛行飛控集成測(cè)試過(guò)程中，需要給各個(gè)配平電動(dòng)機(jī)、舵機(jī)賦予一定力矩，模擬飛機(jī)在飛行中的空氣動(dòng)力，因此需要給飛控系統(tǒng)安裝加載，給各個(gè)機(jī)器增加動(dòng)力，此時(shí)采用力矩電機(jī)將可對(duì)加載方案進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)。該系統(tǒng)主要包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳感器、加載控制裝置等部分。

力矩負(fù)載模擬器屬于電動(dòng)伺服系統(tǒng)的一種，加載系統(tǒng)借助控制裝置的力量生成驅(qū)動(dòng)電壓，對(duì)力矩電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電機(jī)在轉(zhuǎn)軸磁粉離合器的作用下，將扭矩傳感器、加載裝置與舵機(jī)進(jìn)行剛性連接，在離合器的作用下將負(fù)載傳遞到舵機(jī)之中，完成舵機(jī)負(fù)載模擬工作。與此同時(shí)，通過(guò)磁粉離合器將扭矩傳感器中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，并用加載力矩值表示出來(lái)，在負(fù)載增加的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將隨之降低，此時(shí)輸出力矩提高，可與負(fù)載保持平衡，在電機(jī)軸中安裝測(cè)速裝置，再設(shè)置控制器，由測(cè)速裝置輸出電壓，與控制器中的電壓數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，以此來(lái)改變電機(jī)中的電壓，使電機(jī)能夠處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，具有較強(qiáng)的過(guò)載力、低轉(zhuǎn)速、高速響應(yīng)、力矩波動(dòng)小等特點(diǎn)。電動(dòng)加載機(jī)構(gòu)主要包括滑臺(tái)基板與加載通道，其中加載組建通過(guò)高精度導(dǎo)向?qū)暹M(jìn)行定位，舵機(jī)安裝座也可借助導(dǎo)向鍵的作用與滑臺(tái)基板連接起來(lái)，這樣便可使力矩輸出軸與舵軸的中心相同，并在滑臺(tái)基板中設(shè)置T型槽，為多種尺寸舵機(jī)安裝提供便利，使加載通道得到廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)論

綜上所述，該文研究的飛控集成測(cè)試平臺(tái)采用先進(jìn)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)合理、自動(dòng)化程度高、功能健全、適應(yīng)力強(qiáng)等特征，能夠符合多種類(lèi)型飛機(jī)的生產(chǎn)與研制測(cè)試要求，是一套可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、使用方便快捷、維護(hù)簡(jiǎn)單具有較強(qiáng)測(cè)試效果的測(cè)試平臺(tái)，能夠?yàn)槲覈?guó)航空事業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。

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