專利名稱：用于數字式被測系統(tǒng)動態(tài)測試的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及航空領域的測試技術，更具體地，涉及用于數字式被測系統(tǒng)動態(tài)測試的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
作動系統(tǒng)是電傳飛行控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構，其性能的好壞直接影響整個飛行控制系統(tǒng)功能的實現和性能優(yōu)劣。作動系統(tǒng)的動態(tài)測試是通過時域響應和頻率響應試驗檢查伺服作動系統(tǒng)的跟隨性和穩(wěn)定性，驗證作動系統(tǒng)的動態(tài)性能是否滿足設計指標。一般的動態(tài)測試方法大都采用動態(tài)信號分析儀作為信號注入和分析裝置，通過模擬量控制作動系統(tǒng)，來實現動態(tài)性能測試。這種方法是依靠動態(tài)信號分析儀的測試分析功能來獲得動態(tài)特性，該方法在作動系統(tǒng)動態(tài)測試試驗中應用廣泛，技術成熟。一般作動系統(tǒng)動態(tài)測試方法由動態(tài)信號分析儀、模擬控制單元及伺服作動系統(tǒng)組成。從模擬控制單元的輸入端和反饋端引出模擬信號分別作為動態(tài)信號分析儀的基準信號和反饋信號，比較兩組信號獲得系統(tǒng)的動態(tài)特性。本申請涉及一種采用數據總線的新型靈巧作動系統(tǒng)的動態(tài)測試方法(數字式作動系統(tǒng))。數字總線傳輸數字指令，包括對數字式作動系統(tǒng)輸入的控制指令及數字式作動系統(tǒng)反饋的位置指令，通過比較總線上的這兩種信號能夠獲得靈巧作動系統(tǒng)的閉環(huán)動態(tài)特性。對于這種新型靈巧作動系統(tǒng)，需要對數字總線注入數字控制信號，而傳統(tǒng)的動態(tài)測試方法注入的是模擬量信號，所以傳統(tǒng)動態(tài)測試方法不能滿足該新型作動系統(tǒng)動態(tài)測試的需要，需要研究一種新的動態(tài)測試方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，在于提供一種利用現有的動態(tài)信號分析儀便能檢測數字式被測系統(tǒng)動態(tài)性能的測試系統(tǒng)及方法。為達到上述目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試系統(tǒng)，包括動態(tài)信號分析儀，其具有第一輸出端、第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸出端用于輸出用于動態(tài)測試的第一模擬信號，所述第一和第二輸入端分別用于接收待分析的第二和第二模擬號；數字式被測系統(tǒng)，其用于接收第一數字信號并經所述數字式被測系統(tǒng)處理后輸出第二數字信號；以及測試接口裝置，其用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，且將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。在一個實施例中，所述測試接口裝置包括模數轉換模塊和數模轉換模塊，其中，所述模數轉換模塊用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，所述數模轉換模塊用于將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。
此外，本發(fā)明的第二方面提出了一種用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試方法，包括a.由動態(tài)信號分析儀發(fā)出第一模擬信號并經測試接口裝置轉換為第一數字信號;b.將所述第一數字信號輸入所述數字式被測系統(tǒng)以得到表示反饋信號的第二數字信號；以及c.將所述第一數字信號和所述第二數字信號同時由所述測試接口裝置轉換為第二和第三模擬信號并將其輸出至所述動態(tài)信號分析儀，以由所述動態(tài)信號分析儀分析所述數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)性能。在一個實施例中，所述測試接口裝置包括模數轉換模塊和數模轉換模塊，其中，所述模數轉換模塊用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，所述數模轉換模塊用于將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。依據本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法減小了待測的第二模擬信號和第三模擬信號之間的時延差，從而保證動態(tài)測試結果真實反映數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)特性。依據本發(fā)明所述的用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試系統(tǒng)即方法能夠將傳統(tǒng)動態(tài)測試方法中采用的動態(tài)信號分析儀應用到總線式數字控制的作動系統(tǒng)中，巧妙安排測試信號與反饋信號的引出點，消除信號轉換環(huán)節(jié)引入的相位延遲，保證測試方法準確性；此外，該方法能夠應用于其他總線式作動系統(tǒng)的動態(tài)測試，而且該方法可以應用于其他的飛行控制綜合試驗項目中，如力紛爭試驗、振蕩故障監(jiān)控試驗等。


通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯圖1示出了依據本發(fā)明所述的用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試系統(tǒng)的示意圖；以及圖2示出了依據本發(fā)明的用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試方法的流程圖。
具體實施例方式為了更好地說明依據本發(fā)明所述的用于數字式被測系統(tǒng)動態(tài)測試的系統(tǒng)和方法的優(yōu)點，首先介紹一下其他的解決方案。為了將傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)的動態(tài)測試方法應用于總線式數字系統(tǒng)，一般數字系統(tǒng)動態(tài)測試方法考慮采用信號轉換技術實現模擬信號與數字總線信號的相互轉換。模擬信號轉換數字總線信號以下簡稱A/D，數字總線信號轉換模擬信號以下簡稱D/A。在一般總線式數字系統(tǒng)動態(tài)測試方法中，信號發(fā)生裝置發(fā)出的信號，與被測數字系統(tǒng)反饋信號經D/A轉換后的信號，一起輸入到分析裝置，比較分析獲得系統(tǒng)的動態(tài)特性。這種方法存在較大的缺陷，增加的信號轉換環(huán)節(jié)將影響動態(tài)測試結果，獲得的動態(tài)測試結果不準確。假設A/D環(huán)節(jié)延遲時間為TO ；D/A環(huán)節(jié)延遲時間為Tl ;被測系統(tǒng)延遲時間為T(被測量)。那么反饋信號與測試信號真實反映系統(tǒng)的閉環(huán)動態(tài)特性，被測系統(tǒng)延遲時間為(Τ0+Τ)-Τ0 = T0 一般的總線式數字系統(tǒng)的測試方法，通過比較基準通道與反饋通道，來獲得系統(tǒng)的動態(tài)特性，被測系統(tǒng)延遲時間為(Τ0+Τ+Τ1)-0 = Τ0+Τ+Τ1。所以，在動態(tài)測試結果中引入了信號轉換環(huán)節(jié)帶來的時間延遲，獲得的動態(tài)測試結果不能夠真實反映被測對象的動態(tài)特性。與之相反，為了去除信號轉換環(huán)節(jié)對數字系統(tǒng)動態(tài)測試結果的影響，本專利研究一種方法，采用相位延遲抵消方法使得動態(tài)測試結果能夠真實反映系統(tǒng)動態(tài)特性。具體地，依據本發(fā)明所述的用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試系統(tǒng)100，包括動態(tài)信號分析儀110,其具有第一輸出端111、第一輸入端112和第二輸入端113,所述第一輸出端111用于輸出用于動態(tài)測試的第一模擬信號 ，所述第一和第二輸入端分別用于接收待分析的第二和第三模擬信號；數字式被測系統(tǒng)120，其用于接收第一數字信號并經所述數字式被測系統(tǒng)處理后輸出第二數字信號；以及測試接口裝置130，其用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，且將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。在一個實施例中，所述測試接口裝置130包括模數轉換模塊131和數模轉換模塊132，其中，所述模數轉換模塊131用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，所述數模轉換模塊132用于將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。相應地，反饋信號與測試信號的比較獲得數字系統(tǒng)的閉環(huán)動態(tài)響應，系統(tǒng)的延遲時間為(T0+T)-T0 = T0本專利將比較基準通道與反饋通道來獲得系統(tǒng)的動態(tài)特性，基準通道比測試信號多一個數模轉換環(huán)節(jié)，反饋通道比反饋信號多一個數模轉換環(huán)節(jié)，在時域上都經過一個Tl的延遲時間(頻域中都相位滯后Ψ1)，比較兩個信號，可以將延遲時間抵消，即(T0+T+T1)-(T0+T1) = T0所以本專利測試方法能夠真實反映數字系統(tǒng)的動態(tài)特性。靈巧作動系統(tǒng)是一種典型的總線控制的數字式系統(tǒng)，為了應用本專利的動態(tài)測試方法，研制了一種測試接口裝置，使得動態(tài)信號分析儀可以應用于數字式系統(tǒng)的動態(tài)測試。靈巧作動系統(tǒng)的動態(tài)測試方案由動態(tài)信號分析儀、測試接口設備及被測對象三部分組成。動態(tài)信號分析儀作為作動系統(tǒng)的信號注入設備及信號分析設備，有三個通道，分別輸出源信號、接收基準信號及反饋信號。通過比較反饋信號與基準信號，可以獲得系統(tǒng)的動態(tài)特性。測試接口裝置能夠支持模擬信號與數字總線信號的相互轉換，具備多組數據總線測試端口及模擬測試端口。被測對象是采用總線的數字式作動系統(tǒng)。靈巧作動系統(tǒng)的動態(tài)性能要求高，要保證其測試結果能夠真實反映系統(tǒng)的動態(tài)性能，通過采用本專利測試方法去除測試接口裝置對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。本專利針對數字總線式系統(tǒng)研究了一種動態(tài)測試方法，研制了一種測試接口裝置使得該測試方法能夠在靈巧作動系統(tǒng)中使用。通過該裝置能夠實現相位延遲抵消，其結果能夠真實反映系統(tǒng)動態(tài)特性。圖2示出了依據本發(fā)明的用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試方法的流程圖。如圖所示，依據本發(fā)明的用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試方法200，包括a.由動態(tài)信號分析儀發(fā)出第一模擬信號并經測試接口裝置轉換為第一數字信號210 ；b.將所述第一數字信號輸入所述數字式被測系統(tǒng)以得到表示反饋信號的第二數字信號220 ;以及c.將所述第一數字信號和所述第二數字信號同時由所述測試接口裝置轉換為第二和第三模擬信號并將其輸出至所述動態(tài)信號分析儀，以由所述動態(tài)信號分析儀分析所述數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)性能230?？蛇x地，所述測試接口裝置包括模數轉換模塊和數模轉換模塊，其中，所述模數轉換模塊用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，所述數模轉換模塊用于將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。更具體地，動態(tài)測試試驗操作過程如下首先，動態(tài)信號分析儀的源通道連接到測試接口裝置的模擬測試端口 ；接下來，測試信號連接到數字測試端口，對被測系統(tǒng)注入信號，并經D/A環(huán)節(jié)后連接到模擬測試端口，模擬測試端口連接動態(tài)信號分析儀的基準通道；再接下來，被測系統(tǒng)反饋信號傳輸在數據總線上，通過數字測試端口獲得位置反饋信號，并經并經D/A環(huán)節(jié)后連接到模擬測試端口，模擬測試端口連接動態(tài)信號分析儀的反饋通道；在完成動態(tài)測試試驗的測試環(huán)境后，通過動態(tài)信號分析儀輸出正弦掃頻信號，比較基準通道與反饋通道，實時獲得被測系統(tǒng)的幅頻和相頻特性曲線。依據本發(fā)明所述的用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試系統(tǒng)及方法能夠將傳統(tǒng)動態(tài)測試方法中采用的動態(tài)信號分析儀應用到總線式數字控制的作動系統(tǒng)中，巧妙安排測試信號與反饋信號的引出點，消除信號轉換環(huán)節(jié)引入的相位延遲，保證測試方法準確性；此外，該方法能夠應用于其他總線式作動系統(tǒng)的動態(tài)測試，而且該方法可以應用于其他的飛行控制綜合試驗項目中，如力紛爭試驗、振蕩故障監(jiān)控試驗等。本領域技術人員應能理解，上述實施例均是示例性而非限制性的。在不同實施例中出現的不同技術特征可以進行組合，以取得有益效果。本領域技術人員在研究附圖、說明書及權利要求書的基礎上，應能理解并實現所揭示的實施例的其他變化的實施例。在權利要求書中，術語“包括”并不排除其他裝置或步驟；不定冠詞“一個”不排除多個；術語“第一”、“第二”用于標示名稱而非用于表示任何特定的順序。權利要求中的任何附圖標記均不應被理解為對保護范圍的限制。某些技術特征出現在不同的從屬權利要求中并不意味著不能將這些技術特征進行組合以取得有益效果。本專利覆蓋在字面上或在等同原則下落入所附權利要求的范圍的所有方法、裝置和產品。
權利要求
1.一種用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試系統(tǒng)(100)，包括 動態(tài)信號分析儀(110),其具有第一輸出端(111)、第一輸入端(112)和第二輸入端(113),所述第一輸出端(111)用于輸出用于動態(tài)測試的第一模擬信號,所述第一和第二輸入端分別用于接收待分析的第二和第三模擬信號； 數字式被測系統(tǒng)(120)，其用于接收第一數字信號并經所述數字式被測系統(tǒng)處理后輸出第二數字信號；以及 測試接口裝置(130)，其用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，且將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。
2.根據權利要求1所述的動態(tài)測試系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述測試接口裝置(130)包括模數轉換模塊(131)和數模轉換模塊(132)，其中，所述模數轉換模塊(131)用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，所述數模轉換模塊(132)用于將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。
3.一種用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試方法(200)，包括 a.由動態(tài)信號分析儀發(fā)出第一模擬信號并經測試接口裝置轉換為第一數字信號(210)； b.將所述第一數字信號輸入所述數字式被測系統(tǒng)以得到表示反饋信號的第二數字信號(220);以及 c.將所述第一數字信號和所述第二數字信號同時由所述測試接口裝置轉換為第二和第三模擬信號并將其輸出至所述動態(tài)信號分析儀，以由所述動態(tài)信號分析儀分析所述數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)性能(230)。
4.根據權利要求3所述的動態(tài)測試方法(200)，其特征在于，所述測試接口裝置包括模數轉換模塊和數模轉換模塊，其中，所述模數轉換模塊用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，所述數模轉換模塊用于將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)測試系統(tǒng)及方法。所述系統(tǒng)包括動態(tài)信號分析儀，其具有第一輸出端、第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸出端用于輸出用于動態(tài)測試的第一模擬信號，所述第一和第二輸入端分別用于接收待分析的第二和第三模擬信號；數字式被測系統(tǒng)，其用于接收第一數字信號并經所述數字式被測系統(tǒng)處理后輸出第二數字信號；以及測試接口裝置，其用于將所述第一模擬信號轉換為所述第一數字信號，且將所述第一數字信號和所述第二數字信號分別轉換為所述第二和所述第三模擬信號。依據本發(fā)明所述的系統(tǒng)減小了待測的第二模擬信號和第三模擬信號之間的時延差，從而保證動態(tài)測試結果真實反映數字式被測系統(tǒng)的動態(tài)特性。
文檔編號G05B23/02GK103019224SQ20121048934
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權日2012年11月27日
發(fā)明者謝殿煌, 金學良, 戴燁飛, 崔希振, 徐真, 王小英 申請人:中國商用飛機有限責任公司, 中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院