一種基于1553b總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)，包括配電轉(zhuǎn)換模塊、直流電源、直流電源控制器、交流電源、交流電源控制器、測(cè)控計(jì)算機(jī)、總線控制器、測(cè)試接口適配器、總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、AD采集模塊、數(shù)字多用表、測(cè)試控制模塊、信號(hào)調(diào)理模塊和數(shù)據(jù)判讀模塊。本發(fā)明充分整合傳統(tǒng)飛行器測(cè)試方案中的相關(guān)設(shè)備，形成高度集成的通用測(cè)試平臺(tái)，輔助以先進(jìn)的軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)飛行器地面測(cè)試的一體化、小型化、便攜化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)，適用航天/航空飛行器出廠前地面測(cè)試時(shí)航電系統(tǒng)參數(shù)特性的驗(yàn)證。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)航空/航天飛行器出廠前地面測(cè)試系統(tǒng)中較多地使用了傳統(tǒng)分布式測(cè)試技術(shù)，用于不同系統(tǒng)內(nèi)部的功能和性能測(cè)試。
[0003]航空/航天飛行器分布式測(cè)試技術(shù)是指不同分系統(tǒng)之間，例如同屬于航電系統(tǒng)下的電源及配電分系統(tǒng)、導(dǎo)航制導(dǎo)與控制分系統(tǒng)、測(cè)控通信分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)與健康管理分系統(tǒng)各自擁有一套獨(dú)立的地面測(cè)試設(shè)備，獨(dú)立完成飛行器上各系統(tǒng)的供電、配電、信號(hào)激勵(lì)、狀態(tài)參數(shù)控制、測(cè)量等功能。這種測(cè)試方式，在國(guó)防工業(yè)發(fā)展的初期，根據(jù)當(dāng)時(shí)地面測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)際需求，在系統(tǒng)的研制和管理方面有著一定的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，隨著對(duì)飛行器航電系統(tǒng)測(cè)試要求的不斷提高，分布式測(cè)試方案各自為戰(zhàn)、測(cè)試設(shè)備功能重復(fù)、綜合利用率差等缺陷愈發(fā)明顯，各分系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備研制水平參差不齊，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)兼容性差，可靠性低，并且測(cè)試設(shè)備的維修工作還需要耗費(fèi)大量的人力、物力，造成許多資源浪費(fèi)現(xiàn)象。其次，各分系統(tǒng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)由于設(shè)備眾多，往往會(huì)造成場(chǎng)地內(nèi)電纜布局混亂、人員指揮不到位、測(cè)試進(jìn)程和狀態(tài)不明確、非常容易造成測(cè)試人員誤操作，測(cè)試反復(fù)次數(shù)多，錯(cuò)誤查找困難等突出問(wèn)題。
[0004]隨著飛行器研制任務(wù)的增多，設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的大量積累，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大力發(fā)展，總線測(cè)試技術(shù)的不斷創(chuàng)新，以及對(duì)新式測(cè)試技術(shù)的迫切需求，傳統(tǒng)的分布式地面測(cè)試技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前航空/航天飛行器的測(cè)試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服傳統(tǒng)分布式測(cè)試技術(shù)的不足，提供了一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了航空/航天飛行器出廠前測(cè)試的一體化、小型化、便攜化。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)，包括:配電轉(zhuǎn)換模塊、直流電源、直流電源控制器、交流電源、交流電源控制器、測(cè)控計(jì)算機(jī)、總線控制器、測(cè)試接口適配器、總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、AD采集模塊、數(shù)字多用表、測(cè)試控制模塊、信號(hào)調(diào)理模塊和數(shù)據(jù)判讀模塊；
[0008]外部供電通過(guò)配電轉(zhuǎn)換模塊給直流電源和交流電源供電，直流電源控制器控制直流電源給測(cè)試接口適配器提供直流電，交流電源控制器控制交流電源給測(cè)試接口適配器提供交流電，測(cè)控計(jì)算機(jī)發(fā)送測(cè)試指令給總線控制器，總線控制器將所述測(cè)試指令轉(zhuǎn)換成1553B總線數(shù)據(jù)包并通過(guò)1553B總線發(fā)送到測(cè)試控制模塊，測(cè)試控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)包中的測(cè)試指令生成相應(yīng)的測(cè)試激勵(lì)信號(hào)，并通過(guò)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換，再通過(guò)測(cè)試接口適配器將測(cè)試激勵(lì)信號(hào)發(fā)送到飛行器，控制飛行器進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，飛行器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的模擬量信號(hào)通過(guò)測(cè)試接口適配器發(fā)送到信號(hào)調(diào)理模塊進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，調(diào)理之后的信號(hào)送入AD采集模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，同時(shí)還送入數(shù)字多用表，AD采集模塊將生成的數(shù)字量信號(hào)送入數(shù)據(jù)判讀模塊中進(jìn)行數(shù)據(jù)判讀，再依次通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中；數(shù)字多用表將測(cè)量結(jié)果直接通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中；
[0009]飛行器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的總線數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)測(cè)試接口適配器發(fā)送到總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換，再依次通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中。
[0010]數(shù)據(jù)判讀具體為:如果轉(zhuǎn)換生成得數(shù)字信號(hào)在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則將轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)依次通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中；如果轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)超出預(yù)設(shè)范圍，則生成異常數(shù)據(jù)提示信號(hào)，并將該異常數(shù)據(jù)提示信號(hào)和所述轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)一并通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中。
[0011 ] 所述數(shù)字多用表包括數(shù)字電流表和數(shù)字電壓表，用于測(cè)試模擬量信號(hào)的電壓值和電流值，且精度高于六位半。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0013](I)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)地面測(cè)試系統(tǒng)的高度集成化，測(cè)控計(jì)算機(jī)作為一個(gè)BC終端掛接在1553B數(shù)據(jù)總線上，直接獲取飛行器上下傳的測(cè)試信息并根據(jù)測(cè)試流程發(fā)送不同的測(cè)試指令，同時(shí)也可以通過(guò)測(cè)試接口適配器外接各種傳統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備，擴(kuò)展自身的測(cè)試功能。
[0014](2)測(cè)試信息交互按照1553B總線協(xié)議嚴(yán)格控制，能夠防止誤動(dòng)作；測(cè)試判斷速度塊，可以在測(cè)控計(jì)算機(jī)自帶的顯示屏上直接觀察測(cè)試結(jié)果，測(cè)試結(jié)果可以利用自帶打印機(jī)直接打印，或?qū)?shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在測(cè)控計(jì)算機(jī)自身的硬盤(pán)中，完成一站式地面測(cè)試。
[0015](3)本發(fā)明可以采用測(cè)試資源共用體制，有效的減少測(cè)試設(shè)備的數(shù)量，使測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)線纜得到集中約束，令測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)條理清晰，便于管理，同時(shí)也杜絕了測(cè)試設(shè)備的重復(fù)使用，降低了測(cè)試費(fèi)用，減少了操作人員的數(shù)目。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)，包括:配電轉(zhuǎn)換模塊、直流電源、直流電源控制器、交流電源、交流電源控制器、測(cè)控計(jì)算機(jī)、總線控制器、測(cè)試接口適配器、總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、AD采集模塊、數(shù)字多用表、測(cè)試控制模塊、信號(hào)調(diào)理模塊和數(shù)據(jù)判讀模塊；
[0019]外部供電通過(guò)配電轉(zhuǎn)換模塊給直流電源和交流電源供電，直流電源控制器控制直流電源給測(cè)試接口適配器提供直流電，交流電源控制器控制交流電源給測(cè)試接口適配器提供交流電，測(cè)控計(jì)算機(jī)發(fā)送測(cè)試指令給總線控制器，總線控制器將所述測(cè)試指令轉(zhuǎn)換成1553B總線數(shù)據(jù)包并通過(guò)1553B總線發(fā)送到測(cè)試控制模塊，測(cè)試控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)包中的測(cè)試指令生成相應(yīng)的測(cè)試激勵(lì)信號(hào)，并通過(guò)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換，再通過(guò)測(cè)試接口適配器將測(cè)試激勵(lì)信號(hào)發(fā)送到飛行器，控制飛行器進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，飛行器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的模擬量信號(hào)通過(guò)測(cè)試接口適配器發(fā)送到信號(hào)調(diào)理模塊進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，調(diào)理之后的信號(hào)送入AD采集模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，同時(shí)還送入數(shù)字多用表，AD采集模塊將生成的數(shù)字量信號(hào)送入數(shù)據(jù)判讀模塊中進(jìn)行數(shù)據(jù)判讀，再依次通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中；數(shù)字多用表將測(cè)量結(jié)果直接通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中；
[0020]數(shù)據(jù)判讀具體為:如果轉(zhuǎn)換生成得數(shù)字信號(hào)在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則將轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)依次通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中；如果轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)超出預(yù)設(shè)范圍，則生成異常數(shù)據(jù)提示信號(hào)，并將該異常數(shù)據(jù)提示信號(hào)和所述轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)一并通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中。所述數(shù)字多用表包括數(shù)字電流表和數(shù)字電壓表，用于測(cè)試模擬量信號(hào)的電壓值和電流值，且精度高于六位半。
[0021]飛行器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的總線數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)測(cè)試接口適配器發(fā)送到總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換，再依次通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中。
[0022]配電轉(zhuǎn)換模塊、直流電源、直流電源控制器、交流電源、交流電源控制器統(tǒng)一配合完成對(duì)一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行供電，其中，配電轉(zhuǎn)換模塊將外部電源轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)所需要的交流、直流量，并由直流電源和交流電源對(duì)外輸出，當(dāng)直流電源或交流電源的輸出電壓值、電流值超出預(yù)先設(shè)定的正常范圍時(shí)，直流電源控制器或交流電源控制器將對(duì)直流電源或交流電源的輸出電壓值或電流值進(jìn)行控制，增加或減少相應(yīng)的電壓值、電流值，實(shí)現(xiàn)一體化測(cè)試系統(tǒng)穩(wěn)定供電。
[0023]測(cè)控計(jì)算機(jī)的主要功能是通過(guò)1553B總線對(duì)飛行器發(fā)送控制指令，同時(shí)接收來(lái)自飛行器的響應(yīng)信號(hào)，并集顯示、存儲(chǔ)、打印數(shù)據(jù)的功能，是一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)中主要的控制設(shè)備。
[0024]總線控制器由市場(chǎng)上成熟的總線控制器芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，其主要功能是將測(cè)控計(jì)算機(jī)發(fā)送的控制指令由計(jì)算機(jī)總線數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為1553B數(shù)據(jù)總線協(xié)議格式，并將采集到的1553B總線協(xié)議數(shù)據(jù)包回傳給測(cè)控計(jì)算機(jī)，對(duì)1553B總線上的數(shù)據(jù)傳輸事物進(jìn)行管理。
[0025]測(cè)試接口適配器提供飛行器與一體化測(cè)試系統(tǒng)之間的電氣接口，包括飛行器上設(shè)備所需要的各種數(shù)據(jù)總線接口，例如CAN總線，RS422總線，SPI總線等，還有關(guān)鍵參數(shù)直傳回測(cè)控計(jì)算機(jī)的模擬量、開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)，統(tǒng)一的測(cè)試接口是一體化測(cè)試系統(tǒng)順利實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。
[0026]總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊由總線協(xié)議轉(zhuǎn)換板卡設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，總線協(xié)議轉(zhuǎn)換板卡由FPGA、各類(lèi)總線控制器芯片、管理器芯片、電平匹配電路硬件實(shí)現(xiàn)，通過(guò)編寫(xiě)硬件描述語(yǔ)言控制FPGA完成1553B總線與飛行器上其他數(shù)據(jù)總線之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，將各類(lèi)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)換為一體化測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)一使用的1553B總線格式，利用1553B總線的校驗(yàn)方式有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，并且由?553B數(shù)據(jù)總線的傳輸速率快于CAN總線、RS422總線以及SPI總線，可以有效的提高總線的傳輸速率，提升一體化測(cè)試系統(tǒng)的整體工作效率。此外1553B總線可以同時(shí)掛載多個(gè)外設(shè)，比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式更有效率，有利于一體化測(cè)試系統(tǒng)小型化、便攜化的測(cè)試需求。
[0027]AD采集模塊負(fù)責(zé)采集飛行器上傳回的模擬量數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化為能夠被一體化測(cè)試系統(tǒng)所識(shí)別的數(shù)字量信號(hào)。
[0028]數(shù)字多用表能夠高精度的采集飛行器上傳回的模擬量數(shù)據(jù)(高于六位半)，將采集后的高精度模擬量數(shù)據(jù)采集后發(fā)往測(cè)控計(jì)算機(jī)，并在測(cè)控計(jì)算機(jī)的顯示界面上實(shí)時(shí)顯示，為測(cè)試過(guò)程中的飛行器各部分工作狀態(tài)提供參考。
[0029]信號(hào)調(diào)理模塊將飛行器將通過(guò)測(cè)試接口適配器傳回的模擬量信號(hào)放大、濾波等操作轉(zhuǎn)換成一體化測(cè)試系統(tǒng)能夠識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，飛行器上傳回的高壓、過(guò)流、浪涌等工業(yè)信號(hào)不能被系統(tǒng)正確識(shí)別，必須經(jīng)過(guò)調(diào)理清除。
[0030]數(shù)據(jù)判讀模塊對(duì)采集到的飛行器數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果判讀，當(dāng)采集電壓值、電流值在預(yù)先設(shè)定的區(qū)間范圍內(nèi)，則認(rèn)為飛行器相關(guān)各系統(tǒng)工作正常，并將判讀結(jié)果發(fā)送給測(cè)控計(jì)算機(jī)，在測(cè)控計(jì)算機(jī)顯示器相應(yīng)位置給出結(jié)果正常的提示信息；如果采集電壓值、電流值超出預(yù)先設(shè)定好的區(qū)間范圍，則判定飛行器相關(guān)系統(tǒng)工作狀態(tài)異常，將故障信息發(fā)送給測(cè)控計(jì)算機(jī)，測(cè)控計(jì)算機(jī)上顯示器對(duì)應(yīng)位置處將顯示報(bào)故信息，并提示操作人員可以進(jìn)行緊急斷電。
[0031]本發(fā)明未詳細(xì)說(shuō)明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括:配電轉(zhuǎn)換模塊、直流電源、直流電源控制器、交流電源、交流電源控制器、測(cè)控計(jì)算機(jī)、總線控制器、測(cè)試接口適配器、總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、AD采集模塊、數(shù)字多用表、測(cè)試控制模塊、信號(hào)調(diào)理模塊和數(shù)據(jù)判讀模塊； 外部供電通過(guò)配電轉(zhuǎn)換模塊給直流電源和交流電源供電，直流電源控制器控制直流電源給測(cè)試接口適配器提供直流電，交流電源控制器控制交流電源給測(cè)試接口適配器提供交流電，測(cè)控計(jì)算機(jī)發(fā)送測(cè)試指令給總線控制器，總線控制器將所述測(cè)試指令轉(zhuǎn)換成1553B總線數(shù)據(jù)包并通過(guò)1553B總線發(fā)送到測(cè)試控制模塊，測(cè)試控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)包中的測(cè)試指令生成相應(yīng)的測(cè)試激勵(lì)信號(hào)，并通過(guò)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換，再通過(guò)測(cè)試接口適配器將測(cè)試激勵(lì)信號(hào)發(fā)送到飛行器，控制飛行器進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，飛行器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的模擬量信號(hào)通過(guò)測(cè)試接口適配器發(fā)送到信號(hào)調(diào)理模塊進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，調(diào)理之后的信號(hào)送入AD采集模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，同時(shí)還送入數(shù)字多用表，AD采集模塊將生成的數(shù)字量信號(hào)送入數(shù)據(jù)判讀模塊中進(jìn)行數(shù)據(jù)判讀，再依次通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中；數(shù)字多用表將測(cè)量結(jié)果直接通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中； 飛行器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的總線數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)測(cè)試接口適配器發(fā)送到總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換，再依次通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)判讀具體為:如果轉(zhuǎn)換生成得數(shù)字信號(hào)在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則將轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)依次通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中；如果轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)超出預(yù)設(shè)范圍，則生成異常數(shù)據(jù)提示信號(hào)，并將該異常數(shù)據(jù)提示信號(hào)和所述轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)一并通過(guò)1553B總線和總線控制器送入測(cè)控計(jì)算機(jī)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于1553B總線的飛行器一體化測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字多用表包括數(shù)字電流表和數(shù)字電壓表，用于測(cè)試模擬量信號(hào)的電壓值和電流值，且精度高于六位半。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103592908SQ201310485559
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】潘江江, 曾貴明, 梁君, 歐連軍, 楊友超, 張翔, 趙巖, 劉小軍, 徐海運(yùn), 趙興, 姜爽, 李海偉, 朱永貴, 彭小波, 高祥武 申請(qǐng)人:中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院