一種用于機(jī)載機(jī)電管理分系統(tǒng)的測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)

艾鐵柱，王寅

（中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所，陜西西安，710119）

0 引言

傳統(tǒng)的機(jī)載電子設(shè)備測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)一般是針對(duì)功能單一的控制器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行，功能數(shù)量不超過(guò)20個(gè)，接口種類不超過(guò)30種，接口數(shù)量不超過(guò)200個(gè)，常規(guī)測(cè)試驗(yàn)證方法采用工控機(jī)、手動(dòng)調(diào)理箱及外部獨(dú)立激勵(lì)源方式實(shí)現(xiàn)，測(cè)試局限較大，僅可驗(yàn)證產(chǎn)品穩(wěn)態(tài)特性，無(wú)法測(cè)試產(chǎn)品瞬態(tài)性能；另外，測(cè)試效率低，測(cè)試環(huán)境易損壞，后期維護(hù)性差也是其存在的弊端。當(dāng)被測(cè)系統(tǒng)龐大時(shí)，測(cè)試驗(yàn)證非常耗時(shí)，測(cè)試人員手動(dòng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)測(cè)試過(guò)程中容易疏漏，為支持機(jī)電管理分系統(tǒng)日趨復(fù)雜的功能測(cè)試要求，提出一種體積小、重量輕、高故障檢測(cè)率、高可靠性，高效率，低維護(hù)成本的機(jī)電管理分系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)，已成為新一代機(jī)載機(jī)電系統(tǒng)的驗(yàn)證環(huán)境必要條件。

機(jī)載機(jī)電管理分系統(tǒng)UMS包括2臺(tái)機(jī)電管理計(jì)算機(jī)和2臺(tái)遠(yuǎn)程接口單元，在飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)交聯(lián)供電分系統(tǒng)、動(dòng)力裝置分系統(tǒng)、液壓氣動(dòng)分系統(tǒng)、防冰分系統(tǒng)、防火分系統(tǒng)、剎車分系統(tǒng)、燃油分系統(tǒng)、調(diào)板分系統(tǒng)、起飛著陸系統(tǒng)、環(huán)控分系統(tǒng)、氧氣分系統(tǒng)、救生分系統(tǒng)和機(jī)翼折疊分系統(tǒng)13個(gè)分系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能有240項(xiàng)、外部交聯(lián)的接口種類有60余種、接口數(shù)量1500余個(gè)，要對(duì)如此復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行全功能測(cè)試驗(yàn)證又能確保覆蓋系統(tǒng)全部接口，用于支持機(jī)電管理分系統(tǒng)的調(diào)試、系統(tǒng)驗(yàn)證、環(huán)境試驗(yàn)和交付驗(yàn)收工作。測(cè)試驗(yàn)證工作異常重要而又艱巨。

利用測(cè)試環(huán)境模擬2臺(tái)UMC與2臺(tái)RIU組成的機(jī)電管理分系統(tǒng)所有外部接口激勵(lì)及負(fù)載的能力，同時(shí)模擬外部交聯(lián)設(shè)備各個(gè)信號(hào)之間的邏輯關(guān)系，根據(jù)應(yīng)用軟件的控制律，設(shè)定測(cè)試序列和合格判據(jù)自動(dòng)遍歷測(cè)試機(jī)電管理分系統(tǒng)所有功能。根據(jù)被測(cè)機(jī)電管理分系統(tǒng)產(chǎn)品特點(diǎn)，測(cè)試環(huán)境需模擬2臺(tái)UMC與2臺(tái)RIU組成的機(jī)電管理分系統(tǒng)所有外部接口激勵(lì)及負(fù)載的能力，同時(shí)還需模擬外部交聯(lián)設(shè)備各個(gè)信號(hào)之間的邏輯關(guān)系，測(cè)試環(huán)境需根據(jù)應(yīng)用軟件的控制律，設(shè)定測(cè)試序列和合格判據(jù)自動(dòng)遍歷測(cè)試機(jī)電管理分系統(tǒng)所有功能。本機(jī)電管理分系統(tǒng)的測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)是基于CPCI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一體式自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)，具有體積小、測(cè)試覆蓋率高、速度快、自動(dòng)化程度高、易維護(hù)和具備自檢功能等特點(diǎn)。

1 總體設(shè)計(jì)

整體組成有三大組件：CPCI系統(tǒng)及人機(jī)交互組件KVM；交直流信號(hào)源分線箱組件；電源盒組件；各組件及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用模塊化便攜的快拆方式。在實(shí)驗(yàn)室或外場(chǎng)使用需要長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)，可方便的通過(guò)三大組件側(cè)面搭扣快速建立測(cè)試環(huán)境進(jìn)行模擬測(cè)試。

1.1 CPCI系統(tǒng)

CPCI系統(tǒng)采用2臺(tái)CPCI機(jī)箱擴(kuò)展級(jí)聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)，用于測(cè)量控制和總線通訊，測(cè)試信息顯示和記錄、權(quán)限設(shè)置等。CPCI系統(tǒng)主要由控制器、A/D、D/A、離散量輸入板卡、離散量采集板卡、繼電器板卡、HB6096總線通訊板卡、串口卡、GJB289A總線板卡及人機(jī)交互設(shè)備KVM組成。

1.2 交直流信號(hào)源分線箱組件

交直流信號(hào)源分線箱組件由一個(gè)8U機(jī)箱實(shí)現(xiàn)，該組件直接通過(guò)電纜與機(jī)電管理分系統(tǒng)連接，用于模擬實(shí)現(xiàn)機(jī)電管理分系統(tǒng)所有外部交聯(lián)的交直流信號(hào)激勵(lì)及負(fù)載特性，同時(shí)該組件內(nèi)部設(shè)置有信號(hào)預(yù)處理與濾波保護(hù)電路，防止由于測(cè)試環(huán)境內(nèi)部出現(xiàn)短路或過(guò)流損壞機(jī)電管理分系統(tǒng)情況發(fā)生。

1.3 電源盒組件

電源盒組件由一個(gè)3U機(jī)箱實(shí)現(xiàn)，前后為開(kāi)窗式，內(nèi)部安裝直流程控電源一臺(tái)，側(cè)面設(shè)計(jì)把手，方便整體搬運(yùn)。電源盒組件由急停按鈕、上電開(kāi)關(guān)、過(guò)流保險(xiǎn)絲、電壓表、電流表和電源面板組成。

2 測(cè)試策略

圖1 固化應(yīng)用軟件時(shí)的軟件測(cè)試流程

機(jī)電管理分系統(tǒng)應(yīng)用功能測(cè)試時(shí)，測(cè)試流程見(jiàn)附圖1，測(cè)試驗(yàn)證環(huán)境需仿真飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)工作狀態(tài)，既要為機(jī)電管理分系統(tǒng)提供各交聯(lián)系統(tǒng)的信號(hào)激勵(lì)和負(fù)載，還需模擬外部交聯(lián)設(shè)備各信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。測(cè)試環(huán)境需根據(jù)應(yīng)用軟件的控制律，設(shè)定測(cè)試序列和合格判據(jù)，自動(dòng)設(shè)置激勵(lì)，監(jiān)測(cè)被測(cè)機(jī)電管理分系統(tǒng)的響應(yīng)動(dòng)作是否正常，并根據(jù)被測(cè)機(jī)電管理分系統(tǒng)的控制輸出進(jìn)行閉環(huán)連鎖。

圖2 固化硬件平臺(tái)測(cè)試軟件時(shí)的軟件測(cè)試流程

在測(cè)試機(jī)電管理分系統(tǒng)單節(jié)點(diǎn)機(jī)硬件平臺(tái)接口功能時(shí)，測(cè)試流程見(jiàn)附圖2，被測(cè)節(jié)點(diǎn)機(jī)將實(shí)時(shí)采集到的所有離散量輸入、模擬量輸入、BIT結(jié)果、回繞測(cè)試結(jié)果、通信信息，工作狀態(tài)等等盡可能全面的信息，通過(guò)GJB289A總線傳給測(cè)試環(huán)境，由測(cè)試環(huán)境判斷是否與當(dāng)前設(shè)置值一致，是否測(cè)試通過(guò)；

測(cè)試環(huán)境通過(guò)GJB289A總線下發(fā)離散量輸出、模擬量輸出的命令，被測(cè)節(jié)點(diǎn)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)輸出，由測(cè)試環(huán)境判斷是否與當(dāng)前命令一致。

對(duì)于HB6096總線通訊和RS-422A總線通訊，定義應(yīng)答通訊協(xié)議，被測(cè)節(jié)點(diǎn)機(jī)收到某通道的特定數(shù)據(jù)包時(shí)，應(yīng)答相應(yīng)數(shù)據(jù)包。由測(cè)試環(huán)境判斷是否與預(yù)期一致。

3 結(jié)語(yǔ)

在機(jī)載機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域，提出一種集中式可配置的自動(dòng)化測(cè)試流程的機(jī)電管理分系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電管理分系統(tǒng)全功能及接口自動(dòng)測(cè)試，提高對(duì)機(jī)電管理分系統(tǒng)的故障診斷能力，有效提高測(cè)試驗(yàn)證效率，減輕測(cè)試人員工作負(fù)擔(dān)，通用性強(qiáng)，適用范圍廣，使用方便，可廣泛應(yīng)用于機(jī)載機(jī)電系統(tǒng)的控制與管理中，降低了機(jī)電系統(tǒng)的重量、體積開(kāi)銷、大大提高了飛機(jī)保障維護(hù)效率，并且極大提高了機(jī)電系統(tǒng)的可靠性。有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

已應(yīng)用于某型飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)。通過(guò)地面系統(tǒng)聯(lián)試驗(yàn)證、可靠性環(huán)境試驗(yàn)和飛行安全試驗(yàn)驗(yàn)證了本技術(shù)的功能與可靠性滿足機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用要求。