航空電源控制器篩選自動測控系統(tǒng)的設(shè)計

尹恒許

摘? ?要：雖然現(xiàn)有的篩選試驗臺能夠在一定程度上完成航空電源控制器篩選試驗，如缺陷剔除與隨機振動應(yīng)力和溫度循環(huán)應(yīng)力等篩選試驗，但由于其本身并不完善，缺乏較高的自動化水平與精準度。因此文章通過參考相關(guān)研究資料，嘗試運用專業(yè)的軟件編程對外接程控電源進行有效控制，優(yōu)化設(shè)計航空電源控制器篩選自動測控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：航空電源控制器;開閉環(huán)篩選;自動測控;系統(tǒng)設(shè)計

隨著航空電源控制器篩選試驗要求的逐步提高，為有效提升篩選試驗效率，保障試驗結(jié)果具有較高的準確度，勢必需要對現(xiàn)有篩選平臺進行優(yōu)化升級。文章重點探究航空電源控制器篩選自動測控系統(tǒng)設(shè)計，旨在為相關(guān)人員提供必要理論參考的同時，也可以為該系統(tǒng)的實際優(yōu)化設(shè)計提供相關(guān)設(shè)計思路。

1? ? 系統(tǒng)基本構(gòu)成

文章在設(shè)計航空電源控制器篩選自動測控系統(tǒng)時，結(jié)合相關(guān)資料，同時出于方便設(shè)計、節(jié)約成本等因素的考量，選擇在使用現(xiàn)有虛擬儀器技術(shù)并充分運用現(xiàn)有計算機、局域網(wǎng)等優(yōu)勢資源的基礎(chǔ)上，采用專門的軟件編程對外接程控電源進行靈活、精準控制。該系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分除了專業(yè)航空電源控制器外，還有模擬量與開關(guān)量輸入模塊、串行總線、外設(shè)部件互連標準（Peripheral Component Interconnect，PCI）/面向儀器系統(tǒng)的PCI擴展（PCI extensions for Instrumentation，PXI）總線以及工控機和軟件編程控制平臺等。

2? ? 系統(tǒng)設(shè)計分析

2.1? 硬件設(shè)計

在文章設(shè)計的航空電源控制器篩選自動測控系統(tǒng)中，其硬件組成部分包括呈控電源與工控機、顯示器等。其中，為保障程序控制電源的安全穩(wěn)定性，文章設(shè)計選用額定電流為25 A，電壓在0～30 V，其中24～30 V為無級可調(diào)電壓，并同時帶有通用接口總線（General-Purpose Interface Bus，GPIB）接口與串口線的3路28 V程控電源[1]。通過運用專門的軟件平臺對該程控電源進行有效控制。在工控機設(shè)計選型中，本系統(tǒng)選用當前市面上常見的智能型工業(yè)機箱，要求機箱同時各帶有4個PCI插槽、串口與USB接口，并配有相應(yīng)的220 V電源線，確保工控機能夠隨時與其他設(shè)備進行相互連接。在顯示器的設(shè)計中，則選用清晰度較高且具有可折疊、易于安裝等優(yōu)勢的工業(yè)平板液晶顯示屏。為達到自動采集各項篩選試驗數(shù)據(jù)及其他有關(guān)航空電源控制器的信息數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)設(shè)計選用專門的數(shù)據(jù)采集卡，并配合使用GPIB PCI板卡，有效保障各項數(shù)據(jù)信息在自動完成全面采集后可以進行高效交互傳輸。數(shù)據(jù)采集卡中的采樣率與分辨率位數(shù)分別可以達到1.25 MS/s與16位，同時帶有兩路計數(shù)器與定時器以及其他相關(guān)附件。GPIB PCI板卡的傳輸速率則控制在1 MB/s左右，其支持Lab VIEW庫函數(shù)，即使用相應(yīng)的軟件編程平臺可對GPIB PCI板卡進行有效控制。

2.2? 軟件設(shè)計

文章在對航空電源控制器篩選自動測控系統(tǒng)進行設(shè)計時，以虛擬儀器技術(shù)以及現(xiàn)有的計算機設(shè)備等為基礎(chǔ)，利用NI Lab VIEW軟件編程對系統(tǒng)進行軟件設(shè)計與控制。該軟件編程中同時帶有眾多其他功能軟件，包括DAQmx/Assistant德國軟件。在實際開展缺陷剔除與隨機振動應(yīng)力和溫度循環(huán)應(yīng)力的篩選試驗中，系統(tǒng)在完成初始化操作后，將會根據(jù)具體試驗需要選擇相應(yīng)的子程序。例如在開展缺陷剔除與隨機振動應(yīng)力的篩選試驗時，系統(tǒng)硬件部分中的數(shù)據(jù)采集卡將自動進行數(shù)據(jù)采集工作，配合使用工控機、GPIB PCI板卡等在完成各項采集數(shù)據(jù)的集中存儲后即可結(jié)束試驗。此時系統(tǒng)將自動生成記錄單并返回試驗子程序選擇操作。在后續(xù)對該程序系統(tǒng)進行試運行中，工作人員在分別將轉(zhuǎn)速與負載設(shè)定為10 000 r/min與100 A后，嚴格按照相關(guān)規(guī)定要求將預(yù)定振動量、頻率施加在待測航空電源控制器上，在振動時間達到5 min后，系統(tǒng)中的工業(yè)平板液晶顯示屏將會自動采用數(shù)值與波形相結(jié)合的方式，準確顯示被測航空電源控制器的電壓值及其變化情況。一旦電源控制器的實測電壓值超過最大規(guī)定允許值，系統(tǒng)中設(shè)置的報警模塊將會自動發(fā)送聲光報警指令，此時系統(tǒng)將會自動中止試驗，并迅速生成相應(yīng)的故障報告，便于工作人員快速、準確確定故障位置、故障原因，并有針對性地立即對其進行處理[2]。

系統(tǒng)在實際開展缺陷剔除與溫度循環(huán)應(yīng)力篩選試驗時，首先自動默認循環(huán)總次數(shù)為10次，隨后在自調(diào)整i值令其為初始為0值之后，自動進行開閉環(huán)篩選。此時如果篩選結(jié)果為閉環(huán)，則系統(tǒng)將自動開始測試并依次完成數(shù)據(jù)采集與存儲，即可結(jié)束此次循環(huán)。再進入i+1次循環(huán)中，若i+1值始終未超過10，則重新進入開閉環(huán)篩選并繼續(xù)進行測試與數(shù)據(jù)采集、存儲即可。直至i值為10系統(tǒng)將自動生成記錄單，而后自動結(jié)束試驗。如果判斷結(jié)果為開環(huán)，則在該軟件編程控制下，系統(tǒng)將會自動輸出28.5 V電壓，同時啟動閉合繼電器開關(guān)將電源接通。再自動進行測試，依次完成數(shù)據(jù)采集與存儲后，即可結(jié)束本次循環(huán)。同樣，此時需要進入i+1次循環(huán)中，直至i值為10后，系統(tǒng)才會自動生成記錄單，并結(jié)束試驗，退出程序。

3? ? 結(jié)語

文章通過運用虛擬儀器與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)等，采用Lab VIEW軟件編程，設(shè)計出航空電源控制器自動篩選測控系統(tǒng)，可在開關(guān)與閉環(huán)篩選試驗中同步完成多臺航空電源控制器的測試。相較于傳統(tǒng)的篩選試驗臺，文章所設(shè)計的系統(tǒng)具有高效、操作便捷、精準性高等諸多優(yōu)勢特點，且能夠保障各項設(shè)備實現(xiàn)充分利用。在使用軟件編程方式控制程控電源下，有助于增強閉環(huán)調(diào)節(jié)穩(wěn)定性。因此，證明該系統(tǒng)具有較高的應(yīng)用價值，可廣泛應(yīng)用于航空電源控制器篩選試驗中，由此幫助相關(guān)工作人員獲得更理想的試驗成效。

[參考文獻]

[1]李坤洲，李巖，劉陵順，等.基于航空電源的九開關(guān)變換器控制方法研究[J].電氣傳動，2018（6）：64-68，92.

[2]宋顯威.航空電源控制保護器測試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（7）：23-24.