基于LabVIEW的航空機電計算機測試系統(tǒng)設計

陳 星，段斐翡

（1.西安航空職業(yè)技術學院陜西西安710089；2.東方航空技術有限公司西北分公司陜西咸陽712035）

自從我國進入21世紀發(fā)展至今，航空以及航天等方面的發(fā)展領域也在逐漸的擴大，整體的人力、技術、資金等方面投入更是呈現(xiàn)逐年增加的發(fā)展趨勢，現(xiàn)如今的科研技術也在不斷的創(chuàng)新，有效的推進了我國的科研發(fā)展提升了我國的整體實力。機電管理計算機有效的實現(xiàn)了飛機的艙門關閉開啟、機體的起飛降落以及液壓和氣動執(zhí)行的相關中樞控制系統(tǒng)[1]。機電管理計算機有效的保證了整體的信息安全可靠正確性，來保證測量結(jié)果的準確程度。但是由于此種計算機設備已經(jīng)無法順應當前航空航天事業(yè)的發(fā)展需求，因此在進一步的生產(chǎn)實踐過程中，該項工作必然要依靠自動化測試設備來有效的完成。在現(xiàn)如今的社會發(fā)展階段，多項工作內(nèi)容的逐漸增加，工作量也在不斷的加大，那么就對自動化測試設備提出了更高的功能要求，由此該種技術得到了飛速的發(fā)展[2]。此種設備技術通過借助虛擬儀器技術，實現(xiàn)了計算機技術有效結(jié)合儀器技術的全新測試方法，突破了傳統(tǒng)的儀器設備觀念，有效的利用高性能的設計模塊，來更好的滿足了航空航天技術對于計算機測試系統(tǒng)的功能需求[3]。由此本文針對基于LabVIEW的航空機電計算機測試系統(tǒng)設計展開研究。

1 功能需求概述

通過依照絕大多數(shù)的計算機測試基本大綱需求，被測計算機系統(tǒng)功能需要具備模擬量輸入信號、離散量輸出及輸入信號、總線的通訊信號，還包括了整體的供電電源[4]。在此功能需求中對離散信號的整體傳送處理量相對較大，需要在一定的時間內(nèi)，完成與計算機之間的相應數(shù)據(jù)結(jié)果整理和傳輸。那么通過采用多點測量，從而有效的保證了計算機測試功能的高度精準。本次測試研究是在滿足如上的計算機測試功能需求基礎之上，從而進一步的完成針對穩(wěn)定高效性需求的設計。本次自動測試系統(tǒng)主要包括了幾大板塊：主機設備、模擬量的生成板塊、離散量的采集板塊還有調(diào)理板塊以及數(shù)據(jù)顯示等板塊（如圖1所示）。

圖1 某航空計算機自動測試系統(tǒng)構(gòu)建

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)主要包括了系統(tǒng)性的軟件及硬件組成[5]（如圖2所示）。

圖2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示例圖

2.1 系統(tǒng)硬件組成

當前國內(nèi)外的自動測試系統(tǒng)通常采用PCI總線系統(tǒng)、GPIB系統(tǒng)還有VXI系統(tǒng)以及PXI系統(tǒng)基礎之上構(gòu)建測試平臺，具體的系統(tǒng)硬件外觀（如圖3所示）。PXI系統(tǒng)主要的功能特性，高效結(jié)合了PCI的電氣總線特征體現(xiàn)，以及CompactPCI所具備的模塊分化型以及堅固性，還有Eurocard的機械性分裝特性，在此種系統(tǒng)使用過程中可以較為有效的增強多個定時性的總線功能、在每一相鄰的功能版塊之間，實現(xiàn)了局部性的測試用戶功能需求[6]（如圖4所示）。

圖3 系統(tǒng)硬件外觀

2.2 系統(tǒng)性硬件測試平臺

在該測試平臺中主要包括了6大功能版塊：①機箱版塊該版塊主要的功能通過利用PXI-1044來有效的實現(xiàn)了交流供電功能，該功能作用可以基于編程的主要出發(fā)路由，來設置內(nèi)部的參考時鐘抖動低于＜5 ps，將整體的工作溫度擴展至0～55℃之間[7]。②控制器版塊在該功能版塊中通過利用雙核處理器以及內(nèi)存、硬盤還有USB接口還有視頻的主要借口，從而有效的實現(xiàn)PXI的總線功能使用。③模擬量信號源仿真模塊通過在該板塊中設置模擬輸出卡以及電壓輸出、以及電流輸出的具體范圍。④離散信號源仿真版塊在該板塊中主要采取的是高密度性通用單刀單制開關卡，以及獨立性的繼電器還有可軟件的編程，所通過的最大化電壓設置為100 V/10 V之間[8]。⑤離散量采集模塊該模塊采用工業(yè)化數(shù)字I/O卡，在48路的通道期間，有效的輸入隔離漏極以及源極，存在了一定的變化性檢測和可編程輸入性濾波器功能。⑥總線通訊版塊在該板塊中主要包括了總線、板卡還有標準的串口以及獨立通道8個，此外還有獨立存在的通道2個以及額外附帶的冗余通道2個[9]。

2.3 系統(tǒng)電路調(diào)整設計組成

圖4 測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

通過依照當前航空機電測試工作開展對于系統(tǒng)化電路的需求，通過在離散量的主要采集模塊中，不僅需要針對當前的航空計算機輸出信號完成相應的電平檢測，同時還需要針對具體的信號輸出電流，來達到一定的調(diào)整措施進行電路的整體設計完善[10]。通過針對當前的輸出信號完成一定的光電隔離，有效的隔離了計算機設備以及測試系統(tǒng)，進而經(jīng)由限幅性電路來有效的完成相應的變化，與此同時通過給予負載量的供測電信號完成相對應的電流數(shù)值變更，那么整體的系統(tǒng)性電路調(diào)整整體設計（如圖5所示）。

圖5 系統(tǒng)電路調(diào)整示例圖

3 系統(tǒng)性軟件測試組成

通過基于LabVIEW的航空機電計算機測試系統(tǒng)軟件設計內(nèi)容版塊如下。

3.1 軟件功能版塊組成

軟件系統(tǒng)通過采用了自上而下的系統(tǒng)性功能使用設計思想，在具體的軟件功能設計中應用了幾大版塊化功能[11]。那么在該軟件的系統(tǒng)性軟件功能組成方面，則主要涵蓋了用戶登錄該軟件、軟件系統(tǒng)自我維檢以及初始化功能、對該系統(tǒng)性軟件實現(xiàn)相應的參數(shù)配置、測試還有數(shù)據(jù)分析，以及數(shù)據(jù)分析之后相應的瀏覽性信息得出等內(nèi)容（如圖6所示）。

圖6 系統(tǒng)性軟件組成框架圖

在該系統(tǒng)的軟件組成中，軟件系統(tǒng)主要采用的是自上而下的系統(tǒng)性功能設計思想，通過應用該板塊的總體設計方法[12]。具體包括了如下版塊功能（如圖7所示）：①通過為了有效保障軟件的系統(tǒng)性功能使用安全，為用戶登錄該軟件設計了主要的功能性登錄版塊，并且設置了相應的用戶使用權(quán)限，主要將其分為管理員以及普通話用戶的管理使用權(quán)限。②該軟件通過使用自檢和初始化版塊，來有效的實現(xiàn)該系統(tǒng)在啟動之后，經(jīng)由自檢性函數(shù)有效的完成硬件的測檢，包括軟件中的初始化功能得到相應的缺省值功能化使用，主要實現(xiàn)了軟件的功能檢測板卡以及相應的連接可靠性。③測試參數(shù)配置版塊該功能版塊主要包括了具體的配置文件讀取，以及具體的測試化選項性操作。配置文件通過選用.txt的文件得以保存，主要包含了較多的測試參數(shù)。④具體的測試版塊，主要的功能性版塊包括了模擬信號量的信號源仿真版塊，以及離散量的信號源仿真版塊，還有離散量的具體采集版塊以及總體的通訊測試版塊。模擬量的主要信號源仿真版塊以及離散量的具體信號源仿真版塊，通過被測的計算機設備，來有效的完成相應的離散信號模擬，并且有效的經(jīng)由RS232來完成總線數(shù)據(jù)的讀取[13]。離散量的數(shù)據(jù)采集版塊通過經(jīng)由計算機，來有效的完成相應的輸出信號測量，并且通過依照測量所得的結(jié)果來有效的實現(xiàn)了測量結(jié)果的傳輸。在總線的通訊版塊有效的實現(xiàn)了自動化測試系統(tǒng)及被測試計算機設備所主要構(gòu)成的功能。⑤該板塊主要包括了對于所測試的相應數(shù)據(jù)具體的期望數(shù)值，對該數(shù)值進行有效的測量評定，之后得出相應的故障診斷結(jié)論（如圖7所示）。

圖7 系統(tǒng)軟件測試框圖

該系統(tǒng)軟件測試（如圖8所示）。在應用該系統(tǒng)軟件測試的具體工作實現(xiàn)流程（如圖9所示）。

圖8 軟件測試界面示意圖

圖9 系統(tǒng)軟件工作流程示意圖

3.2 系統(tǒng)軟件設計中關鍵技術體現(xiàn)

在基于LabVIEW的航空機電計算機測試系統(tǒng)中，主要的自動化軟件測試功能實現(xiàn)了多樣化的功能需求，其中包括了數(shù)值I/O，模擬I/O還有相應的總線通訊信號系統(tǒng)功能，并且在每一類信號都有較多的體現(xiàn)，除去在上述文中所提出的硬件系統(tǒng)的功能化需求滿足之外，軟件的使用也需要一定的技術得以優(yōu)化控制[14]。在基于LabVIEW的航空機電計算機測試系統(tǒng)中，主要的系統(tǒng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)組成就是，一個whileu所完成的循環(huán)性case結(jié)構(gòu)組成。該循環(huán)系統(tǒng)通過有效的保障了該狀態(tài)及設備的連續(xù)性運行。在該結(jié)構(gòu)中所有效的實現(xiàn)了分支結(jié)構(gòu)的整體系統(tǒng)狀態(tài)一一對應。那么case結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)信息變量就相對應系統(tǒng)的主要事件流程。

在該系統(tǒng)中所主要采用的是隊列性的設備機型。通過將所需要執(zhí)行的相應程序來有效的完成隊列性的程序處理排隊，將相對應的一系列形態(tài)完成相應的形態(tài)處理，之后經(jīng)由緩存性的隊列形態(tài)與之對應，有效的控制了整體的程序轉(zhuǎn)換。一旦運行狀態(tài)設備，那么就會有效的將相應的狀態(tài)信息完成緩存刪除。與此還依照具體的狀態(tài)來為按成相應的事件存儲[15]。狀態(tài)機設備還應當有效的完成事件的添減，一旦相應的緩存狀態(tài)名單都已經(jīng)刪除完成，那么狀態(tài)機設備就會有效的完成Close State的系統(tǒng)關閉。一旦測試系統(tǒng)有所運行，那么就會將具體的測試項目完成諸多狀態(tài)的分解，并且經(jīng)過逐步的分解之后將其裝入至相應的字符串矩陣之中，有效的經(jīng)由多個模型狀態(tài)完成程序執(zhí)行[16]（如圖10所示）。

圖10 系統(tǒng)狀態(tài)流程示意圖

4 結(jié)束語

本次研究通過設計了基于LabVIEW的航空機電計算機測試系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)在測試過程中，整體的面穩(wěn)定并且操作尤為簡單，有效的優(yōu)化了系統(tǒng)的整體設計思想，具備一定的拓展性，可以有效的應用至當前的飛機控制管理實驗之中。