錢正

（國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠，安徽蕪湖 241007）

某型飛機(jī)武器控制系統(tǒng)用于監(jiān)控懸掛物的工作狀態(tài)，管理懸掛物與飛機(jī)其他分系統(tǒng)的通信以及提供控制信息的航空電子分系統(tǒng)，是機(jī)載武器系統(tǒng)的重要組成部分。武器控制系統(tǒng)通過(guò)與其他航空電子分系統(tǒng)協(xié)同工作，能夠完成懸掛物的裝定、類型識(shí)別、狀態(tài)監(jiān)視、武器選擇、作戰(zhàn)方式、作戰(zhàn)準(zhǔn)備、攻擊占位、發(fā)射、投放等功能[1]。

目前，該型武器控制系統(tǒng)各部件采用的是人工測(cè)試的方法，由于武器控制系統(tǒng)由10 余件部件組成，型號(hào)參數(shù)繁多、信號(hào)交聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，存在技術(shù)落后、自動(dòng)化程度低、測(cè)試精度低、測(cè)試效率不高等問(wèn)題，武器控制系統(tǒng)可靠性不能保證[2]，嚴(yán)重影響飛機(jī)大修質(zhì)量與周期。為滿足產(chǎn)品的測(cè)試需求，需要研制一臺(tái)自動(dòng)化程度高、人工參與度低、可靠性高的檢測(cè)設(shè)備。

本文采用VC++6.0 和基于PXⅠ總線技術(shù)搭建了一套飛機(jī)武器控制系統(tǒng)測(cè)試儀。該測(cè)試儀以工控計(jì)算機(jī)為核心，基于PXⅠ總線的功能模塊等構(gòu)成硬件平臺(tái)，對(duì)武器控制系統(tǒng)所有部件進(jìn)行綜合檢測(cè)。開(kāi)發(fā)了一套飛機(jī)武器控制系統(tǒng)測(cè)試儀檢測(cè)軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛機(jī)武器控制系統(tǒng)各分機(jī)的自動(dòng)化檢測(cè)以及系統(tǒng)的整體聯(lián)試，對(duì)系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行定量檢查，并能夠?qū)Y(jié)果進(jìn)行分析、保存、打印[3]。

1 測(cè)試儀功能分析

武器控制系統(tǒng)測(cè)試儀應(yīng)能滿足整機(jī)系統(tǒng)及單個(gè)部件的性能檢測(cè)，并可進(jìn)行SRU 級(jí)故障隔離。測(cè)試儀應(yīng)具有通用化、模塊化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。分析武器控制系統(tǒng)接口、工作原理，結(jié)合驗(yàn)收技術(shù)條件的要求，確定測(cè)試儀需要完成如下功能：①向被測(cè)件提供直流27 V 和交流115 V/400 Hz 的電源信號(hào)；②向被測(cè)件發(fā)出離散激勵(lì)信號(hào)，組織被測(cè)件的工作狀態(tài)，接收離散響應(yīng)信號(hào)，判斷被測(cè)件工作是否正常和故障；③需要產(chǎn)生脈沖信號(hào)作為激勵(lì)信號(hào)，需要對(duì)被測(cè)對(duì)象返回的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，判讀脈沖跟隨周期；④實(shí)現(xiàn)ARⅠNC429總線信號(hào)的發(fā)送和接收；⑤測(cè)試儀能對(duì)選定的測(cè)試項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)測(cè)試，不用人工干預(yù)，也可對(duì)指定的測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試；⑥測(cè)試儀人機(jī)界面應(yīng)簡(jiǎn)潔友好，被測(cè)產(chǎn)品及系統(tǒng)的測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)能保存在文檔中，并通過(guò)文檔進(jìn)行打印。

2 檢查儀硬件結(jié)構(gòu)

以工控計(jì)算機(jī)為核心，加上基于PXⅠ總線的功能模塊、信號(hào)調(diào)理適配器、電纜轉(zhuǎn)接適配器等構(gòu)成硬件平臺(tái)，對(duì)武器控制系統(tǒng)所有部件進(jìn)行綜合檢測(cè)；通過(guò)專用板卡測(cè)試箱，對(duì)分解出來(lái)的單個(gè)電路板進(jìn)行檢測(cè)，將故障定位到功能電路和主要元器件。測(cè)試儀硬件原理框圖如圖1 所示。

圖1 測(cè)試儀硬件原理框圖

2.1 一次性指令模塊

繼電器切換矩陣將27 V 直流信號(hào)切換到相應(yīng)通道；多路開(kāi)關(guān)用來(lái)取代開(kāi)關(guān)向被測(cè)對(duì)象發(fā)出離散控制信號(hào)，DⅠO 模塊用來(lái)掃描被測(cè)對(duì)象的響應(yīng)。

2.2 測(cè)量模塊

萬(wàn)用表、頻率計(jì)、A/D 模塊用來(lái)測(cè)量電壓、電流、頻率、周期、脈寬和脈沖的一致性等參數(shù)。

2.3 控制模塊

串形碼收發(fā)模塊用來(lái)發(fā)送和接收32 位雙極性3 電平串形碼；0 槽控制器模塊用來(lái)統(tǒng)一管理各個(gè)模塊的工作。

2.4 接口適配器

完成對(duì)輸入輸出的直流、交流、離散、脈沖、串形碼等信號(hào)的隔離、控制、電平轉(zhuǎn)換、調(diào)理等工作，在信號(hào)調(diào)理箱內(nèi)還安裝有脈沖產(chǎn)生器電路。為了機(jī)載被檢設(shè)備和檢測(cè)臺(tái)的安全，所有輸入和輸出信號(hào)首先必須經(jīng)過(guò)隔離，離散信號(hào)的隔離采用光電耦合方法，電源信號(hào)采用變壓器隔離方法，再經(jīng)過(guò)適當(dāng)放大、衰減、電平轉(zhuǎn)換等調(diào)理，才能發(fā)送到相應(yīng)通道。如圖2 所示，光電耦合電路進(jìn)行信號(hào)電平轉(zhuǎn)換，便于板卡采集。

圖2 光電耦合電路

2.5 測(cè)試電纜

測(cè)試電纜分為3 種，一種是PC 機(jī)與適配器之間的總線電纜，一種是適配器內(nèi)部各模塊之間的低頻電纜，還有一種為被測(cè)系統(tǒng)與適配器之間的檢測(cè)電纜，分單部件連接和系統(tǒng)連接電纜[4]。

2.6 被測(cè)系統(tǒng)

被測(cè)系統(tǒng)為一套武器控制系統(tǒng)，含自動(dòng)部件、功能耦合部件、地面準(zhǔn)備板、顯示臺(tái)等9 種共計(jì)13 件LRU。

3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

武器控制系統(tǒng)測(cè)試的測(cè)試軟件在WⅠNDOWS XP系統(tǒng)環(huán)境下，基于VC++6.0 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)武器控制系統(tǒng)整機(jī)及單部件的測(cè)試功能開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。由控制部分、通信部分以及人機(jī)交互部分等組成，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化測(cè)試，為操作者提供了友好的人機(jī)交互界面[5]，軟件結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)示意圖

面板管理：負(fù)責(zé)測(cè)試項(xiàng)目管理、身份認(rèn)證、操作人員管理、被測(cè)件管理等功能，是系統(tǒng)各個(gè)模塊的管理者。

系統(tǒng)測(cè)試模塊：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試時(shí)，完成系統(tǒng)正常、備份等狀態(tài)以及飛行參數(shù)的設(shè)置，并完成彈型的加載功能以及應(yīng)急投放功能的測(cè)試。

單機(jī)LRU 測(cè)試模塊：用于完成系統(tǒng)內(nèi)各LRU 的故障測(cè)試與定位。

電路板SRU 測(cè)試模塊：用于完成LRU 內(nèi)電路板的故障測(cè)試與定位。

測(cè)試結(jié)果管理模塊：完成系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果的預(yù)覽、保存及打印功能。

自檢模塊：每次檢查儀使用前由自檢模塊對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自檢，完成對(duì)DⅠO 模塊、A/D 轉(zhuǎn)換模塊、串行碼收發(fā)模塊的自檢，確定每個(gè)板件是否工作正常。

4 測(cè)試診斷流程

根據(jù)武器控制系統(tǒng)的技術(shù)使用說(shuō)明以及產(chǎn)品驗(yàn)收規(guī)范要求，本測(cè)試儀采用了并行分級(jí)的測(cè)試思想。用戶可根據(jù)實(shí)際，選擇整機(jī)系統(tǒng)、單部件LRU 級(jí)測(cè)試或SRU 級(jí)測(cè)試。第一級(jí)整機(jī)系統(tǒng)測(cè)試和診斷，故障定位到LRU 級(jí)；第二級(jí)故障定位到SRU 級(jí)；第三級(jí)故障定位到功能電路或元器件[4]。用戶可根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行故障準(zhǔn)確定位，提高排故效率。測(cè)試界面流程圖如圖4所示。

圖4 測(cè)試界面流程圖

測(cè)試流程如下。

開(kāi)機(jī)，啟動(dòng)測(cè)試程序，用戶身份驗(yàn)證，進(jìn)入設(shè)備自檢界面。選擇測(cè)試儀自檢測(cè)試，若自檢未通過(guò)，給出故障現(xiàn)象及診斷建議，提示用戶中斷測(cè)試請(qǐng)求。自檢合格后進(jìn)入選擇測(cè)試項(xiàng)界面，按照需求選擇SUR、LRU、系統(tǒng)級(jí)測(cè)試。若進(jìn)行LRU 測(cè)試，由于有9 個(gè)型號(hào)的LRU，根據(jù)實(shí)際選擇LRU 測(cè)試，進(jìn)入LRU 測(cè)試界面，按提示連接好測(cè)試電纜，根據(jù)提示進(jìn)行上電檢測(cè)。測(cè)試無(wú)故障時(shí)直接給出測(cè)試報(bào)表，結(jié)果自動(dòng)保存；有故障時(shí)，測(cè)試時(shí)會(huì)對(duì)產(chǎn)品某個(gè)性能直接故障診斷，給出檢查結(jié)果及維修建議。

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)某型飛機(jī)武器控制系統(tǒng)的研究，采用VC++6.0 和基于PXⅠ總線技術(shù)搭建了一套飛機(jī)武器控制系統(tǒng)測(cè)試儀，設(shè)計(jì)了一臺(tái)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備，完成信號(hào)產(chǎn)生、采集、處理和記錄等問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果可以查詢、打印和處理。

測(cè)試設(shè)備的研制成功，進(jìn)一步地掌握了產(chǎn)品工作原理、信號(hào)輸入輸出及邏輯控制關(guān)系，提高了產(chǎn)品的修理效率，排除故障能力得到了提升，保證了生產(chǎn)進(jìn)度，減低了修理成本，為飛機(jī)修理的技術(shù)保障作出了貢獻(xiàn)。