無人機機載電子電氣設(shè)備檢測系統(tǒng)設(shè)計

江蘇省常州技師學院 馬再敏

無人機技術(shù)的不斷更新變革了當前信息獲取的方式，而該項技術(shù)在特殊領(lǐng)域的獨特貢獻使其迎來了高速發(fā)展，無人機設(shè)備有著種類眾多，功能先進的特點。而無人機的發(fā)展面對著當前日益增長的市場需求，其在不斷的研發(fā)與更新過程中也要重視市場需求的變化。當前的無人機技術(shù)雖然得到了快速的發(fā)展，但無人機在應(yīng)用過程中較高的故障率使得該項技術(shù)的應(yīng)用仍然處在尚不穩(wěn)定的階段，因此為了保障無人機的應(yīng)用效能，機載電氣設(shè)備是無人機的重要組成部分，對于無人機的飛行起著至關(guān)重要的作用。本文主要以記載電氣設(shè)備為切入點，探究了無人機自動化檢測的實現(xiàn)方式，以推動無人機應(yīng)用的高質(zhì)量發(fā)展。

1 電子電氣設(shè)備組成及功能

機載電子電氣設(shè)備一般包括測量、伺服和供電三個部分。不同的部分有著不同的功能，三個設(shè)備對無人機維持正常運行有著重要作用。

分別從電子電氣設(shè)備所包含的三個不同的部分來說，無人機的測量設(shè)備主要承擔了無人機運行過程中的參數(shù)采集工作。由于無人機在空中飛行的工作狀態(tài)主要依賴于地面的控制人員，在控制無人機的過程中，地面控制人員需要收集其運行信息來判斷工作狀態(tài)是否正常。因此在測量設(shè)備正常的工作狀態(tài)下，測量設(shè)備可以通過對于當前無人機飛行過程中重要參數(shù)的收集，在網(wǎng)絡(luò)的支持下進行信息的傳送，從而指導(dǎo)地面控制人員對于無人機運行狀態(tài)進行把握的同時控制無人機的工作方向。

其次伺服設(shè)備主要指的是在無人機的執(zhí)行機構(gòu)，該部分的內(nèi)容主要包括各種舵機，既有無人機重要的升降與方向舵機，也有無人機運行中所需控制的副翼舵機。該部分的設(shè)備主要是對地面管理人員所發(fā)布的飛行命令進行執(zhí)行。執(zhí)行的開展既有著動態(tài)化的需求，也有著靜態(tài)的要求，因此為了保障起飛行控制的合理性，該執(zhí)行部分運行狀態(tài)的正常是保障無人機順利完成工作任務(wù)的關(guān)鍵。

最后的供電設(shè)備主要是為無人機的運行進行全系統(tǒng)的供電。當前無人機所應(yīng)用到的供電設(shè)備主要有發(fā)電機，逆變器，穩(wěn)壓電源等，根據(jù)無人機型號的不同，其供電設(shè)備所采用的類型也有所差異。而在當前的技術(shù)背景下，無人機一般都是依賴于電力的形式來保障其系統(tǒng)的正常工作，從而順利地完成信息的接收與操作的執(zhí)行。

2 自動檢測系統(tǒng)組成

在無人機設(shè)備上所進行的檢測系統(tǒng)設(shè)計一般是以計算機為核心，其在多種測試儀器的支撐下，以各種線為媒介進行設(shè)備的連接并以此來實現(xiàn)對于自動檢測指令的實時操作。

2.1 硬件

從硬件的角度來看，無人機電氣設(shè)備檢測系統(tǒng)一般包括五部分的內(nèi)容。首先是測試設(shè)備部分，該部分一般有卡式和和臺式兩種儀器種類。這兩種儀器在挑選的過程中要基于系統(tǒng)設(shè)計的需求，通過對兩種儀器適用性、運行速度、響應(yīng)時間、精確性等具體的參數(shù)對比來確保其設(shè)備選擇的可靠性。

第二部分是控制器部分，為了確保系統(tǒng)的設(shè)計可以在實際的應(yīng)用場景中進行實踐，一般會借助計算機進行儀器的控制。通常情況下，卡式的儀器在進行系統(tǒng)的測試時會選擇嵌入計算機的形式來確保其數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?。而臺式測試儀器的系統(tǒng)在計算機的選擇上通常較為靈活，與嵌入計算機相比，臺式測試儀器在進行系統(tǒng)測試時可以選擇外部計算機的形式，降低測試成本的同時提高系統(tǒng)檢測的速度。

第三部分則是測試開關(guān)部分。對于自動檢測系統(tǒng)而言，其硬件結(jié)構(gòu)組成具有多樣性，而開關(guān)資源則是其中較為重要的關(guān)鍵部分。自動檢測系統(tǒng)的工作質(zhì)量，構(gòu)建成本，使用壽命等都受到開關(guān)種類的影響。開關(guān)可以實現(xiàn)測量通道的相互切換，在自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計過程中所能選擇的開關(guān)有著多種的類型，在設(shè)計過程中進行開關(guān)的挑選既要從經(jīng)濟成本的方面去考慮，同時也要從應(yīng)用的角度出發(fā)確保其開關(guān)的應(yīng)用可以有效地促進自動檢測系統(tǒng)的應(yīng)用。

第四部分是接口適配器部分，主要承擔了檢測設(shè)備與檢測系統(tǒng)間的相互連接。對于該部分硬件的選擇一般需要在系統(tǒng)設(shè)計的過程中進行明確，其在設(shè)計自動檢測系統(tǒng)的過程中要根據(jù)測試對象的范圍對其檢測環(huán)節(jié)所需應(yīng)用的測試接口進行分類，在硬件的采購環(huán)節(jié)通過統(tǒng)一標準配備，確保測試工作開展的順利性。

最后的硬件部分是供配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要承擔了自動檢測系統(tǒng)的供電需求。由于無人機自動檢測的開展環(huán)境并不一定具有較高質(zhì)量的供電條件，因此在進行自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計過程中要重視系統(tǒng)的供配電功能，通過在測試之初對供電條件檢測，在供配電系統(tǒng)的支持下確保自動檢測電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，以此來避免由于電力不足而出現(xiàn)檢測停滯問題。

2.2 軟件

通常來說，自動檢測系統(tǒng)雖然要依賴于計算機硬件的支持，但整個自動檢測系統(tǒng)的核心仍然在于軟件的設(shè)計，其自動檢測功能的實現(xiàn)一般是在軟件統(tǒng)一調(diào)度下進行的自動程序。在自動檢測軟件的構(gòu)成上一般有著操作、驅(qū)動、開發(fā)、應(yīng)用四個部分。

首先從操作系統(tǒng)來說，在計算機軟件的設(shè)計過程中，該部分是控制程序運行的核心，而當前進行計算機軟件設(shè)計時較為流行的操作系統(tǒng)主要有Unix，Linux，Windows三種類型。

其次從驅(qū)動系統(tǒng)來說，當前在計算機軟件的開發(fā)與設(shè)計過程中，其驅(qū)動軟件的應(yīng)用一般是建立在確定儀器物理連接方式的基礎(chǔ)之上。而當前在軟件開發(fā)中較常使用的驅(qū)動軟件主要是I/O軟件的形式，該種形式的驅(qū)動方式既有著直接編寫的方式，同時也有著使用儀器的方式，因此在選擇驅(qū)動方式的過程中要根據(jù)軟件的運行條件來合理地選擇不同的驅(qū)動系統(tǒng)。

最后從開發(fā)系統(tǒng)來說，當前的開發(fā)支撐軟件主要有開發(fā)環(huán)境、專業(yè)處理軟件以及數(shù)據(jù)庫三個部分。軟件開發(fā)環(huán)境主要有圖形環(huán)境與文本環(huán)境兩大類；而專業(yè)處理軟件為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互既可以使用文件的形式，也可以使用COM借口的形式進行數(shù)據(jù)處理；最后的數(shù)據(jù)庫主要是為了進行數(shù)據(jù)的收集與管理，當前軟件開發(fā)中常用的數(shù)據(jù)庫軟件主要有Oracle，DB2，Informix，MicrosoftSQLServer四種不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。在以上不同類型的開發(fā)環(huán)境、處理軟件以及數(shù)據(jù)庫軟件的選擇中，其選擇既要基于便于開發(fā)操作的角度，同時也要在實用的考量下以有效的軟件選擇確保軟件應(yīng)用的有效性。

3 無人機電氣檢測系統(tǒng)設(shè)計

由于無人機在其應(yīng)用的過程中有著體積小，便于隱蔽的特點，在當前的軍事以及現(xiàn)代偵察領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。無人機在其運行中出現(xiàn)的故障影響著單項工作的執(zhí)行效果，因此在技術(shù)的更新背景下要盡可能地以無人機自動化的故障檢測與故障處理來提高其應(yīng)用的可靠性，以此來提高無人機的建設(shè)質(zhì)量，拓寬無人機的應(yīng)用場景。

3.1 硬件設(shè)計

無人機的檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計一般分為三個模塊，其一是計算機模塊，其二是通用性模塊，其三是自研調(diào)理模塊。首先從主控計算機來說，該部分的內(nèi)容是為檢測功能的實現(xiàn)選定適合操作的計算機設(shè)備。通常情況下，其主控的計算機既要選定CPU同時也要進行顯示接口、串口、硬盤接口數(shù)量的確定。從便于操作，便于攜帶的角度來說，主控計算機的顯示屏一般要選擇液晶的觸摸屏。而其主控計算機為了保障應(yīng)用的高效要提前進行操作系統(tǒng)的安裝，從而更好地開展檢測工作。

其次通用性模塊主要包括AD和DA板兩個部分，以多功能數(shù)據(jù)采集板的投入使用來保障設(shè)備應(yīng)用的有效性。但對于不同的無人機型號而言，其所設(shè)計的自動檢測系統(tǒng)有著不同的運行環(huán)境，而在配置通用性模塊的過程中所，其內(nèi)部構(gòu)件的選擇要以系統(tǒng)設(shè)計為該根本，確保檢測開展的順利性。

最后的自研調(diào)理模塊主要是為了在系統(tǒng)的檢測過程中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳送，而對于該部分的設(shè)計，在無人機的電氣檢測功能實現(xiàn)過程中，要通過多路模擬開關(guān)的選擇實現(xiàn)對于通道的節(jié)約并同時保障轉(zhuǎn)換通道應(yīng)用的有效性。由于在系統(tǒng)檢測的過程中要對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行檢測，因此其檢測的方式一般是經(jīng)由電流的計算，而在自動開展測量的過程中為了保障測量的有效性要通過恒源流技術(shù)的應(yīng)用來確保信息讀取的高質(zhì)量。

3.2 軟件設(shè)計

無人機電氣設(shè)備自動檢測功能的實現(xiàn)首先在進行開機狀態(tài)下的自動檢測，通過對于開機參數(shù)的收集，在額定參數(shù)的基礎(chǔ)上判定開機狀態(tài)的正常與否。其次在無人機系統(tǒng)進行正常啟動之后，無人機會進入界面的初始化階段，而該部分則可以開始測試模塊的選擇。

一般而言，無人機自動檢測系統(tǒng)的測試模塊有自動測試和交互測試兩個部分。兩個部分的不同之處在于是否需要人工參與，而自動檢測是不需要人工參與自動開展的測試，交互測試則是需要在人工參與背景下進行交互頁面的自動測試選擇。

電氣設(shè)備的檢測主要檢測測量、伺服以及供電三個部分，在檢測的界面會通過飛機狀態(tài)參數(shù)，發(fā)動機狀態(tài)參數(shù)，舵機參數(shù)等信息的呈現(xiàn)來展示當前飛機的狀態(tài)，在整個測試完成之后，檢測系統(tǒng)會進行檢測收據(jù)的收集與保存，以進行整體檢測過程的再核查。

結(jié)束語：技術(shù)的更新與發(fā)展帶來了無人機的問世，無人機技術(shù)的不斷更新變革了當前信息獲取的方式，而該項技術(shù)在特殊領(lǐng)域的獨特貢獻使得無人機迎來了高速發(fā)展的階段。在無人機電子電氣設(shè)備的檢測功能實現(xiàn)過程中，其系統(tǒng)的設(shè)計既有著硬件的部分，同時也有著軟件的選擇背景，因此無人機自動檢測的設(shè)計既要從硬件角度出發(fā)，同時也要立足于軟件的開發(fā)。