某型導彈指令接收機測試系統(tǒng)的設(shè)計

衛(wèi)禹丞 何廣軍 曹明輝

（1.空軍工程大學，陜西西安 710043；2.中國人民解放軍空軍23廠，北京 102200）

某型導彈指令接收機測試系統(tǒng)的設(shè)計

衛(wèi)禹丞1何廣軍1曹明輝2

（1.空軍工程大學，陜西西安 710043；2.中國人民解放軍空軍23廠，北京 102200）

某型導彈進入大修年限，其指令接收機故障率較高。本文通過分析某型導彈指令接收機的工作原理，確定了導彈指令接收機測試系統(tǒng)需求和功能，并對導彈測試系統(tǒng)的硬件組成進行介紹；本文同時闡述了基于虛擬儀器進行設(shè)計的指令接收機自動測試系統(tǒng)軟件以及檢測程序，該測試系統(tǒng)可用于指令接收機組合的測試與故障定位，保證維修質(zhì)量。

指令接收機 虛擬儀器 自動測試

1 概述

我國引進的XX系列武器系統(tǒng)，自動化程度高，抗干擾性能好，機動性能強。為解決XX系列導彈指令接收機組合測試困難、修理難以保障的問題，利用前期反設(shè)計工作所積累的技術(shù)資料、修理經(jīng)驗以及數(shù)據(jù)為依據(jù)，開展對指令接收機組合檢測設(shè)備的研制。

指令接收機在導彈控制過程中起著重要的通信作用，沒有指令接收機的正常工作，導彈和地面設(shè)備就缺少了有效的溝通橋梁。所以指令接收機關(guān)系到整個導彈控制系統(tǒng)和引戰(zhàn)系統(tǒng)能夠有效的運行。通過對XX導彈指令接收機的定性和定量分析，研制和開發(fā)了指令接收機測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠快速完成對XX導彈指令接收機組合的檢測，進行準確的故障定位，減少指令接收機組合的維修周期，保證修理質(zhì)量。

圖4-1

圖5-1

2 指令接收機工作原理分析

指令接收機控制通道收發(fā)天線轉(zhuǎn)換開關(guān)接收照射制導雷達發(fā)來的高頻信號，送給控制通道接收機，同時還向地面發(fā)回地面應(yīng)答脈沖和各種信息?？刂仆ǖ澜邮諜C將高頻信號變成中頻信號，再經(jīng)放大、區(qū)分將形成信息的特征符及應(yīng)答機的觸發(fā)脈沖，從接收機輸出的中頻信號送到指令譯碼器和無線電引信上。接收機還配合完成對本機振蕩器速調(diào)管和應(yīng)答機磁控管頻率的調(diào)整任務(wù)。指令譯碼器對接收機傳送來的信號進行時間選擇，譯出導彈密碼和指令碼，送給自動駕駛儀或者無線電引信。同時起到同步器作用，產(chǎn)生波門脈沖發(fā)送到接收機。

3 系統(tǒng)功能

圖5-2

圖6-1

指令接收機測試系統(tǒng)，用于對指令接收機進行功能檢查和測試，以檢查指令接收機的功能是否處于良好狀態(tài)，技術(shù)性能是否滿足正常工作需要，發(fā)現(xiàn)并及時排除組合故障，并將故障隔離，達到高效維修的目的。其主要功能為：（1）測試診斷數(shù)字編碼信號時序狀態(tài)的能力；（2）測試診斷通道頻率特性的能力；（3）測試診斷譯碼器電路工作性能的能力；（4）測試診斷各級直流電源整流電路性能的能力；（5）測試診斷AGC功能及動態(tài)范圍性能的能力；（6）測試診斷指令接收機帶寬、靈敏度和放大倍數(shù)的能力。

圖6-2

圖6-3

圖6-5 軟件測試主界面層序

4 系統(tǒng)組成

該測試系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)主要由3部分組成：測控計算機、儀器系統(tǒng)ATE和軟件平臺系統(tǒng)。如圖4-1。

主控計算機包括嵌入式控制器及監(jiān)視器，它主要提供測試系統(tǒng)的人機接口、測試執(zhí)行過程中驅(qū)動PXI總線儀器系統(tǒng)、管理與執(zhí)行測試軟件等功能。

儀器系統(tǒng)提供測試過程中所需要的所有激勵信號、傳感器。它包括以下硬件資源：PXI機箱、PXI功能模塊、以及各種供電系統(tǒng)組成。

測試系統(tǒng)軟件平臺是一個完整的軟件系統(tǒng)，是測試程序開發(fā)和運行的環(huán)境。就是在計算機WindowsXP操作系統(tǒng)和開發(fā)應(yīng)用軟件平臺上設(shè)計、構(gòu)建和編寫應(yīng)用程序，實現(xiàn)測試系統(tǒng)的運行和各種測試功能。

5 硬件設(shè)計

圖6-4

圖6-6報表生成程序

5.1 測試系統(tǒng)專用適配器

適配器主要實現(xiàn)虛擬儀器與被測組合之間的信號轉(zhuǎn)接，電源與被測組合的連接，各種信號處理電路提供的激勵信號與虛擬儀器、被測組合漸漸地連接及被測組合響應(yīng)信號的檢測等功能。虛擬儀器通過適配器想被測組合發(fā)送指令、激勵信號，同時被測件的反饋信息通過適配器送往虛擬儀器。其功能原理如圖5-1。

5.2 PXI測試資源

產(chǎn)生被測組合所需的激勵控制信號，連接PXI各種板卡和測試適配器，進行信號交聯(lián)檢測，對配置器輸出的信號進行接口資源分配。功能原理如圖5-2。

6 測試系統(tǒng)軟件實現(xiàn)

6.1 軟件開發(fā)平臺

XX導彈指令接收機測試系統(tǒng)軟件的設(shè)計采用WindowsXP為操作系統(tǒng)，LabVIEW2009及PXI各模塊驅(qū)動程序及配套實時開發(fā)軟件包、報告生成工具包等為平臺，這是一個基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺，功能強大且使用簡單，支持網(wǎng)絡(luò)操作、數(shù)據(jù)庫與統(tǒng)計分析等復雜功能。測試系統(tǒng)程序能夠?qū)χ噶罱邮諜C的性能參數(shù)進行實時測量與顯示，并能對參數(shù)出現(xiàn)異常時給予實時報警。

6.2 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計

軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵，通過運行在計算機上的各種管理程序和各種車是應(yīng)用程序，一方面實現(xiàn)虛擬儀器圖形化儀器界面，給用戶提供一個檢驗儀器通信、設(shè)置儀器參數(shù)、修改儀器操作和實現(xiàn)儀器功能的人機接口；另一方面使個測試應(yīng)用程序和激勵部分和測試部分的設(shè)備相配合，完成對被測設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、自動測試、修理和故障診斷等，并完成數(shù)據(jù)的存儲和打印。

XX導彈指令接收機測試系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖6-1。

6.3 各模塊程序測試流程

測試系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計，主控軟件負責測試操作人員與測試系統(tǒng)的交互操作。各測量內(nèi)容采用模塊化設(shè)計，在主控軟件的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和指揮下，根據(jù)所需測量內(nèi)容直接調(diào)用相應(yīng)的模塊，通過軟件依次完成指令接收機組合供電參數(shù)、數(shù)字編碼信號時序、AGC功能及動態(tài)范圍性能、通道頻率特性等性能的檢查，并將所測的結(jié)果實時顯示在用戶界面上并保存于計算機中。

6.3.1 主控模塊

主控模塊主要用于為測試操作人員提供與測試系統(tǒng)交互的窗口。通過主控模塊操作人員提供與測試系統(tǒng)交互的窗口。通過主控模塊操作人員可以完成測試系統(tǒng)中提供的諸如用戶管理、測試參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)家電、系統(tǒng)自檢、自動測試、手動修理以及測試結(jié)果顯示等功能。主模塊由四部分組成，標題欄、版本信息、菜單欄和選擇子界面。主控模塊流程圖如圖6-2所示。

主控模塊采用LabVIEW控制結(jié)構(gòu)中的Event Stucture結(jié)構(gòu)和While Loop結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)整個測試系統(tǒng)的交互操作。其中While Loop結(jié)構(gòu)用于驅(qū)動軟件系統(tǒng)的運行；Event Stucture結(jié)構(gòu)完成相關(guān)測試模塊的調(diào)用。各個測試模塊都以獨立VI的形式供主控模塊調(diào)用，當調(diào)用相應(yīng)測試模塊后，其用戶界面嵌入主界面完成交互操作。

6.3.2 用戶登錄模塊

用戶登錄模塊主要用于測試操作人員登陸測試系統(tǒng)。用戶在登陸時需要輸入有效地用戶名、密碼及其自駕編號。如果輸入信息正確，單擊確定按鈕即可登陸測試；單擊取消按鈕則退出系統(tǒng)。登陸模塊流程圖如圖6-3。

6.3.3 測試模塊

測試模塊主要完成指令接收機的自動測試和手動測試。對于相應(yīng)的測試可以給出供電參數(shù)、數(shù)字編碼信號時序、AGC功能及動態(tài)范圍性能、通道頻率特性等性能的測試結(jié)果并進行判定，最后生成報表。測試模塊流程圖如6-4。

測試模塊就是通過測試系統(tǒng)提供各種激勵信號，將采集指令接收機的輸出信號與規(guī)定的輸出值進行比較，從而進行指令接收機狀態(tài)的判斷。輸入的信號包括模擬信號和數(shù)字信號，模擬信號可以直接通過LabVIEW中的圖形化編程語言來實現(xiàn)。數(shù)字信號則需要使用數(shù)字信號采集器來實現(xiàn)。測試模塊的程序結(jié)果如圖6-5。

6.3.4 報告生成模塊

檢測報告則是使用LabVIEW的Generation Toolkit工具包來實現(xiàn)，它可以集成WORD、EXCEL等屬性，實現(xiàn)測試報告的迅速生成，同時具有生成報告的不可改寫的功能，其程序如圖6-6。報告數(shù)據(jù)的真實性可以滿足日常修理檢驗的要求，同時報告生成分自動測是數(shù)據(jù)和手動測試數(shù)據(jù)兩部分進行保存，保存設(shè)置路徑和名稱均按照測試程序內(nèi)容進行。

7 試驗

通過對XX導彈指令接收機進行測試，測試能夠滿足之前的設(shè)計需求，完成對導彈電源、AGC性能、通道頻率特性等參數(shù)的測試和故障定位。測試軟件操作簡單、界面清晰、數(shù)據(jù)測量結(jié)果準確。且具有一定的可擴展性。

8 結(jié)語

指令接收機測試系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用提高了測試效率，對測試系統(tǒng)軟、硬件的通用型和可擴展性做了探索和嘗試。選用P X I總線和LabVEIW設(shè)計得測試系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、分析處理、報告生成的人物。但是由于時間有限，在軟件開發(fā)方面還存在一些不足，如譯碼器部分時序不清，譯碼功能不能夠準確測試等。隨著修理能力的不斷提升和虛擬儀器技術(shù)的逐步成熟，測試系統(tǒng)的研制與應(yīng)用會日益提高和完善。

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A missile into the overhaul life， its command receiver have high failure rate。By analyzing the working principle of a certain type of missile command receiver， this thesis determines the missile command receiver test system requirements and functions and describes the hardware system components. At the same time， this paper elaborates how to use the virtual instrument to design and develop the software and the test system of command receiver， this testing system is available to test and locate the fault of the command receiver， as well as to ensure the quality of the maintenance.

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