某伺服系統(tǒng)實時性自動化測試優(yōu)化設(shè)計

祝軍生，方志耕，馮敏潔，樊雪晨，王 鵬

(1.南京航空航天大學 經(jīng)濟與管理學院，南京 211106；2.中國航天科工集團八五一一研究所，南京 210007；3.北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076；4.北京航天測控技術(shù)有限公司，北京 100043)

0 引言

轉(zhuǎn)臺作為某型伺服系統(tǒng)的核心，承擔著作為伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的重要功能[1-2]。作為伺服系統(tǒng)的核心組成部件，轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動速度、轉(zhuǎn)動加速度、隨動精度、控制分辨率等指標影響著整個伺服系統(tǒng)的性能[3-5]。

對轉(zhuǎn)臺性能指標的測試主要使用光學方法與人工測量結(jié)合的方法[6-7]，這種傳統(tǒng)方法在測試時產(chǎn)生數(shù)據(jù)量龐大且處理繁瑣[8-9]。在實際測試中，精度偏低，且因使用多種測量儀器，系統(tǒng)誤差巨大。因此有必要研制該型轉(zhuǎn)臺自動測試設(shè)備，來提升轉(zhuǎn)臺在研發(fā)階段進行測試的效率。

該設(shè)備選用技術(shù)成熟的PXIe總線架構(gòu)，具有高開放性、可熱插拔、高可靠性、高密度的特性[10]；其高開放性極大地便利了開發(fā)測試人員進行設(shè)備調(diào)試，并提高了設(shè)備的可擴展性[11]；其可持熱插拔的特性支持板卡采用熱插拔的方式進行更換，提高了系統(tǒng)可維修性[12]；其高可靠性體現(xiàn)在PXIe總線具有良好的抗震性，可提高設(shè)備克服轉(zhuǎn)臺振動的能力[13]；其高密度的結(jié)構(gòu)符合IEEE1101的3U標準，保證了系統(tǒng)良好的兼容性。

綜上，結(jié)合對轉(zhuǎn)臺指標的測試需求，采用PXIe總線模塊化設(shè)備構(gòu)建自動測試設(shè)備。

1 轉(zhuǎn)臺測試需求

轉(zhuǎn)臺安裝于伺服系統(tǒng)底部，功能是接收伺服系統(tǒng)向轉(zhuǎn)臺控制箱發(fā)送控制指令，并解析指令進行相應轉(zhuǎn)動動作。該型轉(zhuǎn)臺為兩軸轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動范圍為：方位角[0，360°)，俯仰角[0，90°]。轉(zhuǎn)臺詳細指標要求見表1。

表1 轉(zhuǎn)臺指標

以轉(zhuǎn)臺速度與加速度測試為例，傳統(tǒng)方法使用秒表記錄轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動360°所用時間，利用此時間算出實際速度值；使用上位機軟件讀取轉(zhuǎn)臺速度，導入電子表格中，繪制速度時間圖像，根據(jù)圖像斜率得到轉(zhuǎn)動加速度。以轉(zhuǎn)臺隨動精度測試為例(測試示意圖見圖1)，在距離轉(zhuǎn)臺20米的墻上固定好標靶，在轉(zhuǎn)臺上固定好激光筆，記錄下此時的方位角度值作為初始角；打開激光筆，在標靶上將當前激光點位置標記為零位點，手動將轉(zhuǎn)臺方位角度值增加10°，到位后再將轉(zhuǎn)臺方位轉(zhuǎn)回記錄的初始角，測量激光筆的偏移量，小于34.9 mm，則方位指向精度小于0.1°。使用傳統(tǒng)方法試驗數(shù)據(jù)如表2[14-16]。

圖1 隨動精度測試連接示意圖

根據(jù)轉(zhuǎn)動范圍，該型轉(zhuǎn)臺可進行扇掃和圓周掃，扇掃從靜止位置開始轉(zhuǎn)動，經(jīng)歷從加速運動到勻速運動再到減速運動，并減速至0達到目標位置的過程；而圓周掃從靜止位置開始轉(zhuǎn)動，加速運動到額定速度后進行勻速掃描。因此針對轉(zhuǎn)臺的性能測試主要檢測轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的速度、加速度、隨動精度、控制分辨率等指標[17-19]。

2 基于PXIe總線的轉(zhuǎn)臺自動測試設(shè)備總體設(shè)計方案

針對轉(zhuǎn)臺測試需求，自動測試系統(tǒng)采用基于PXIe總線的模塊化測試架構(gòu)，自動測試系統(tǒng)采用PXIe總線與實時操作系統(tǒng)組合，硬件資源包括基于龍芯CPU的國產(chǎn)化處理器的控制器模塊、數(shù)字IO模塊、RS422總線通信模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、PXIe總線信號背板模塊、信號調(diào)理板模塊、背板轉(zhuǎn)接板、固態(tài)硬盤、AC/DC直流電源模塊及單機設(shè)備機箱(含前后面板器件及指示燈驅(qū)動電路)等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

軟件設(shè)計方面，自動測控軟件運行于龍芯CPU主控制器上，通過PXIe總線儀器驅(qū)動控制各PXIe總線測試模塊。當實際開展轉(zhuǎn)臺測試工作時，自動測控軟件按照軟件配置文件中預設(shè)流程控制各測試模塊，采集測試信號；將捕獲測試信號進行處理，分析數(shù)據(jù)并將結(jié)果保存為文件入轉(zhuǎn)臺自動測試設(shè)備硬盤內(nèi)，由測試人員讀取測試文件后對被測設(shè)備狀態(tài)做出評估和診斷。通過計算機圖形界面與測試人員進行交互，方便開發(fā)人員實時了解轉(zhuǎn)臺參數(shù)。

3 測試設(shè)備硬件設(shè)計

結(jié)合轉(zhuǎn)臺測試需求，轉(zhuǎn)臺自動測試設(shè)備硬件主要包括慣性儀表、控制電源、PXIe測控設(shè)備三部分組成，組成結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 硬件組成圖

3.1 慣性儀表

慣性儀表采用FPGA、三軸加表與三軸陀螺結(jié)合的方案(慣性儀表結(jié)構(gòu)如圖4所示)[20]，可向外輸出俯仰角、航向角等角度數(shù)據(jù)；輸出速度、加速度等運動數(shù)據(jù)。

圖4 慣性儀表結(jié)構(gòu)圖

下面給出處理算法。

1)FPGA板卡采集加表、陀螺0.5 ms脈沖，并進行溫度補償與安裝誤差補償；對補償后的數(shù)據(jù)進行九階濾波，濾除抖動噪聲。

2)計算三軸線加速度、三軸角加速度：

(1)將連續(xù)10組0.5 ms三軸角度增量和分別按X軸、Y軸、Z軸進行累加，得到X軸、Y軸、Z軸5 ms角度增量和，將5 ms角度增量除以采樣周期0.005，得到三軸角速率；

(2)將連續(xù)5組1 ms速度增量和分別按X軸、Y軸、Z軸進行累加，得到X軸、Y軸、Z軸5 ms速度增量和，將速度增量和除以采樣周期0.005，得到三軸線加速度。

3)圓錐補償計算：

旋轉(zhuǎn)矢量的計算采用優(yōu)化五子樣圓錐補償算法，每個姿態(tài)更新周期包含2個圓錐補償周期。

輸入：陀螺角增量輸入。

輸出：圓錐誤差補償量。

4)四元數(shù)更新計算：

根據(jù)姿態(tài)矩陣雙速更新的思想，載體相對導航系的姿態(tài)變化可以看作是載體坐標系相對慣性系的姿態(tài)變化與導航坐標系相對慣性系的變化的合成作用，因此，姿態(tài)矩陣的更新分為兩步完成：首先求出m時刻載體系相對m-1時刻導航系的姿態(tài)，再求出m時刻載體系相對m時刻導航系的姿態(tài)。上述過程可以用四元數(shù)的連乘形式表示如下：

(1)

(2)

(3)

一般不考慮導航系相對慣性系的圓錐誤差，其旋轉(zhuǎn)矢量就表示為：

(4)

取東北天地理坐標系為導航坐標系，有

(5)

(6)

輸入：

①t時刻圓錐補償以后的陀螺輸出：

(7)

②t時刻平臺指令角速率：

(8)

③t-1時刻姿態(tài)四元數(shù)qn。

處理：

1)將t時刻圓錐補償以后的陀螺輸出表示成四元數(shù)：

(9)

其中：

2)將t時刻平臺指令角速率表示成四元數(shù)：

(10)

其中：

輸出：當前時刻的姿態(tài)四元數(shù)。

4)四元數(shù)姿態(tài)矩陣轉(zhuǎn)化：

處理：

(11)

輸出：規(guī)范化以后的姿態(tài)四元數(shù)Q=[q0q1q2q3]T。

姿態(tài)矩陣提?。?/p>

處理：

(12)

5)姿態(tài)航向解算：

處理：

(13)

輸出：航向角ψ。

6)比力變換計算：

處理：

(14)

輸出：導航坐標系的比力fn。

7)速度計算：

其中：

(15)

輸出：導航坐標系的Vn。

采用其數(shù)據(jù)輸出精度比待測轉(zhuǎn)臺精度高一位，即可滿足轉(zhuǎn)臺測試指標要求(見表2)。該儀表通過RS422串口與PXIe測試設(shè)備連接進行數(shù)據(jù)交互，輸出頻率為100 Hz，滿足測試設(shè)備數(shù)據(jù)頻率需求。

3.2 控制電源

控制電源選用技術(shù)成熟的貨架產(chǎn)品，可提供多路電源輸出。用于向轉(zhuǎn)臺自動測試設(shè)備和慣性儀器輸出直流電壓；向被測轉(zhuǎn)臺輸出交流380 V電壓。

3.3 PXIe測試設(shè)備各模塊硬件設(shè)計

3.3.1 基于龍芯3A控制器模塊

自動測試設(shè)備控制器模塊設(shè)計采用龍芯3A的解決方案，是以龍芯3A處理器為核心的、符合PXIe工業(yè)標準的嵌入式計算機平臺。該模塊具有完整的計算機功能，集成網(wǎng)絡(luò)、串口等功能。

龍芯3A計算機模塊可作為獨立的計算機模塊使用，使用時與標準PXIe主模塊兼容，支持VxWorks6.7操作系統(tǒng)和RT-Linux操作系統(tǒng)。

3.3.2 RS422串口通信模塊設(shè)計

RS422串口通信模塊是基于PXIe總線的4路隔離串行通信接口模塊?；诋惒酵ㄐ拍K實現(xiàn)串行通信的設(shè)計，實現(xiàn)了100%國產(chǎn)化。RS422串口通信模塊主要基于UART模塊來實現(xiàn)串行通信。主要由UART模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、RS422隔離收發(fā)模塊、電源管理、PXIe總線、FPGA等電路組成。RS422串口通信模塊的原理如圖5所示。

圖5 RS422模塊原理框圖

圖6 網(wǎng)絡(luò)模塊

圖7 數(shù)字量IO模塊原理框圖

3.3.3 網(wǎng)絡(luò)通信模塊

網(wǎng)絡(luò)模塊主要包括以太網(wǎng)控制器、網(wǎng)絡(luò)變壓器和相關(guān)的控制電路。

為保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽?，對主板上的雙網(wǎng)口進行綁定，將兩個以太網(wǎng)口在系統(tǒng)中映射為同一個IP地址及MAC地址，從而通過檢測雙網(wǎng)口通斷實現(xiàn)實時切換。

3.3.4 數(shù)字量IO模塊設(shè)計

數(shù)字IO模塊輸出TTL電平信號，用于測試設(shè)備前面板信號指示燈控制，同時采集來自串口通信切換模塊的狀態(tài)回采信號用于控制器模塊對設(shè)備隔離狀態(tài)自檢回采。控制器模塊通過數(shù)字IO模塊驅(qū)動程序控制指示燈驅(qū)動電路實現(xiàn)面板指示燈狀態(tài)控制。數(shù)字量IO模塊主要用于產(chǎn)生64路I/O輸入輸出，可8路一組獨立控制?？赏ㄟ^設(shè)置其內(nèi)部寄存器來改變I/O方向，當作為輸出I/O時，通過寫內(nèi)部寄存器設(shè)置I/O值，當作為輸入I/O時，可讀取相應的端口地址。

3.3.5 PXIe機箱設(shè)計

自動測控組合的整體機箱結(jié)構(gòu)采用19英寸上架式結(jié)構(gòu)，高度4U，深度500 mm。其機箱內(nèi)部主要由PXIe背板、信號調(diào)理背板、背板轉(zhuǎn)接板以及AC/DC供電模塊組成。

PXIe背板安裝在機箱內(nèi)部的機籠上，將控制器、422串口通信模塊、1553B總線通信模塊、數(shù)字IO模塊以及RC模塊安裝在機籠內(nèi)，分別與PXIe背板進行連接，實現(xiàn)嵌入式控制器與各個模塊之間的數(shù)據(jù)通信；

信號調(diào)理背板安裝在機籠上實現(xiàn)隔離調(diào)理模塊的供電以及信號轉(zhuǎn)接功能；背板轉(zhuǎn)接板與PXIe背板、信號調(diào)理背板相連接，實現(xiàn)PXIe各模塊、隔離調(diào)理模塊輸入信號、輸出信號之間的轉(zhuǎn)接功能，并且將PXIe模塊以及信號調(diào)理模塊輸出到機箱外的信號進行統(tǒng)一規(guī)劃，以便于機箱內(nèi)部線纜走線；AC/DC供電模塊用于實現(xiàn)對機箱內(nèi)部PXIe模塊的供電。

1)PXIe總線背板：PXIe總線背板使用3U高7槽的PXIe背板，在此基礎(chǔ)上為了便于AC/DC供電模塊的安裝以及維修，PXIe背板增加AC/DC供電模塊的插槽，AC/DC供電模塊直接與PXIe背板連接。

2)信號調(diào)理背板：信號調(diào)理背板主要用于實現(xiàn)對隔離調(diào)理模塊的統(tǒng)一供電，同時將隔離調(diào)理模塊的信號直接轉(zhuǎn)接到背板轉(zhuǎn)接板上，信號調(diào)理模塊為標準的3U6槽的背板。

3)背板轉(zhuǎn)接板：背板轉(zhuǎn)接板與PXIe背板、信號調(diào)理背板相連接，實現(xiàn)PXIe各模塊、信號調(diào)理模塊輸入信號、輸出信號之間的轉(zhuǎn)接功能，并且將PXIe模塊以及隔離調(diào)理模塊輸出到機箱外的信號進行統(tǒng)一規(guī)劃，以便于機箱內(nèi)部線纜走線。背板轉(zhuǎn)接板按照功能分配主要具有兩類信號，其中一種信號為總線通信類信號，將PXIe模塊J2輸出的信號通過背板轉(zhuǎn)接板直接輸出至機箱對外接口信號(如RS422通信接口、以太網(wǎng)接口、USB接口等)；另外一種信號為轉(zhuǎn)接信號，將PXIe功能模塊(數(shù)字IO模塊等)J2輸出的信號通過背板轉(zhuǎn)接板轉(zhuǎn)接到信號調(diào)理模塊背板上，通過隔離調(diào)理模塊進行隔離變換等調(diào)理電路處理后輸出到背板轉(zhuǎn)接板的輸出接口，輸出到設(shè)備后面板的連接器上。

4)AC/DC供電模塊：自動測試設(shè)備由220 V市電供電，通過AC/DC供電模塊轉(zhuǎn)換成+3.3 VDC，向PXIe背板總線和調(diào)理模塊的繼電器、光耦電路供電。

4 軟件設(shè)計

結(jié)合轉(zhuǎn)臺測試需求，自動測試軟件配置項包括自動測試軟件、BSP支持包、各PXIe板卡中的固件驅(qū)動程序三部分。

4.1 軟件架構(gòu)設(shè)計

自動測試軟件運行環(huán)境為嵌入式實時操作系統(tǒng)，硬件驅(qū)動兼容VxWorks6.7系統(tǒng)及RT-Linux系統(tǒng)自主剪裁設(shè)計的實時操作系統(tǒng)。

軟件從架構(gòu)層分為硬件驅(qū)動層、驅(qū)動二次封裝層、業(yè)務實現(xiàn)層和業(yè)務流程層。每層之間采用模塊化設(shè)計，模塊之間盡量減少其耦合性，上下層之前存在調(diào)用關(guān)系。軟件架構(gòu)如圖8所示。

圖8 軟件架構(gòu)圖

圖9 IO類封裝統(tǒng)一對外接口邏輯

1)硬件驅(qū)動層：硬件驅(qū)動層包括龍芯CPU主控器模塊及自動測試設(shè)備配套的自研國產(chǎn)化PXIe總線硬件產(chǎn)品的各類驅(qū)動。主要的驅(qū)動包括龍芯控制器驅(qū)動、數(shù)模塊驅(qū)動、RS422總線通信模塊驅(qū)動等。驅(qū)動接口提供參數(shù)配置功能，模塊驅(qū)動設(shè)計符合標準。

2)驅(qū)動二次封裝層：驅(qū)動二次封裝層是為PXIe總線硬件資源與應用層系統(tǒng)軟件構(gòu)建統(tǒng)一接口，該層的設(shè)計與硬件設(shè)備的耦合性較小，通過調(diào)用底層驅(qū)動，對業(yè)務實現(xiàn)層提供數(shù)據(jù)和規(guī)范的操作接口，如果底層驅(qū)動函數(shù)修改和更新，更新調(diào)用方法即可，而對于業(yè)務實現(xiàn)層不產(chǎn)生影響，實現(xiàn)層級之間的高內(nèi)聚/低耦合特性。其中包括了數(shù)字量IO模塊的統(tǒng)一調(diào)用API、RS422總線通信模塊通用API、本機狀態(tài)信息統(tǒng)一API以及日志相關(guān)的API，大致可以分為串口類設(shè)備、IO類設(shè)備、總線類設(shè)備等。

該部分主要包含二次封裝接口設(shè)計、配置信息腳本設(shè)計、腳本文件執(zhí)行引擎組成，通過設(shè)備分類設(shè)計統(tǒng)一接口定義，實現(xiàn)設(shè)備動態(tài)增減等，詳細如下描述，例如DIO模塊說明：

(1)二次封裝接口設(shè)計：IO類封裝統(tǒng)一對外接口采用如下管理方式，對外開發(fā)amc_device_find()、amc_device_init()、amc_device_write()、amc_device_read()……等，實現(xiàn)隱藏接口實現(xiàn)細節(jié)，設(shè)備可動態(tài)刪減，提高驅(qū)動可復用性以及靈活剪裁能力。

(2)配置信息腳本設(shè)計：DIO模塊核心功能是數(shù)字量通道輸出以及回采功能，關(guān)鍵參數(shù)板卡號、通道名稱、所屬板卡組號、所屬板卡通道號、輸出值等信息組成，腳本化如下所示：

(3)腳本文件執(zhí)行引擎：執(zhí)行引擎所在執(zhí)行鏈路如圖10所示。

圖10 執(zhí)行鏈路示意圖

圖11 后端網(wǎng)絡(luò)指令接收邏輯示意

執(zhí)行引擎實現(xiàn)調(diào)用者輸入到硬件具體輸出通道映射實現(xiàn)，主要分為兩步，第一步從配置腳本獲取所配置關(guān)于指令、硬件板卡信息；第二步，通過指令名稱、類型以及板卡信息映射執(zhí)行。

3)業(yè)務實現(xiàn)層：業(yè)務實現(xiàn)層是系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)層，包括系統(tǒng)的初始化自檢、網(wǎng)絡(luò)接收、指令處理執(zhí)行、數(shù)據(jù)采集處理、組播回傳數(shù)據(jù)、應用故障診斷實現(xiàn)等。

軟件初始化過程中會完成系統(tǒng)自檢，同時按照系統(tǒng)的配置文件，對軟件運行的配置參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的參數(shù)進行配置和注冊。初始化完成之后，開始啟動關(guān)鍵任務，包括網(wǎng)絡(luò)接收、組播回傳數(shù)據(jù)等任務。

通過分層設(shè)計，可能極高的提升代碼的復用性和閱讀性，模塊之間的耦合性減少，后期進行代碼升級和改動也會相對容易一些，最重要的是在分層設(shè)計的架構(gòu)下，軟件的架構(gòu)清晰，業(yè)務重疊少。可以很好地開展系統(tǒng)的總體測試和單元測試，能夠很好地提升軟件的可靠性。

4.2 自動測試軟件設(shè)計

4.2.1 初始化及上電自檢

系統(tǒng)啟動后，前端測控軟件在系統(tǒng)環(huán)境加載完成后啟動對本機狀態(tài)開機自檢流程。自檢流程包括：硬件板卡資源初始化自檢、軟件應用任務配置狀態(tài)自檢等。自檢結(jié)果輸出信號鏈路包括本地自檢存盤、本地調(diào)試接口輸出。

4.2.2 網(wǎng)絡(luò)指令接收

初始化及自檢流程結(jié)束后，應用軟件根據(jù)本機配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)狀態(tài)，并開啟網(wǎng)絡(luò)指令接收任務。啟動接收任務后，依據(jù)通訊協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)幀解析方法、校驗方法對網(wǎng)絡(luò)指令進行解析，并將處理之后的指令存儲到指令緩存區(qū)當中。任務執(zhí)行過程中循環(huán)查詢指令區(qū)指令接收狀態(tài)、指令識別狀態(tài)并反饋執(zhí)行結(jié)果狀態(tài)。

4.2.3 指令處理

指令處理模塊從指令緩存區(qū)獲取指令執(zhí)行，按照通信協(xié)議要求，參照配置文件參數(shù)項完成指令數(shù)據(jù)解析分類，并依據(jù)實際傳輸指令或控制指令(RS422指令等)不同指令類型處理指令組幀業(yè)務操作。

指令執(zhí)行按照單步執(zhí)行和本地狀態(tài)配置流程執(zhí)行兩類，自動流程會啟動一個臨時任務，同時創(chuàng)建堆棧，記錄自動流程的執(zhí)行狀況，執(zhí)行結(jié)果，并將堆棧數(shù)據(jù)及時更新到同步寄存器中。運行過程中所有錯誤都會寫入故障信息緩存。

4.2.3.1 指令識別

指令識別依據(jù)指令配置信息進行映射，其中指令配置信息主要包含協(xié)議標號、編號號、指令類型、指令名稱以及延時位，腳本化如下所示：

4.2.3.2 單點類控制

單點類控制依托IO類設(shè)備、422類設(shè)備以及總線類設(shè)備驅(qū)動管理模塊實現(xiàn)。

4.2.3.3 自動流程執(zhí)行

1)自動流程可配置：根據(jù)系統(tǒng)實際特點，明確輸入、判斷條件、執(zhí)行機構(gòu)，設(shè)計流程框架，并基于xml格式文件實現(xiàn)流程配置。

2)自動流程執(zhí)行：后端發(fā)送自動流程啟動與停止指令控制前端軟件自動流程狀態(tài)，自動流程啟動后，將自動解析與執(zhí)行配置文件流程。

3)自動流程單步調(diào)試：后端可發(fā)送網(wǎng)絡(luò)指令實現(xiàn)前端軟件自動流程斷點執(zhí)行。

4.2.4 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集功能包括數(shù)據(jù)量I/O控制、RS422總線數(shù)據(jù)收發(fā)控制、慣性儀表輸出數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)臺輸出數(shù)據(jù)以及本機狀態(tài)監(jiān)測信息的采集。

4.2.5 轉(zhuǎn)臺控制

自動測試設(shè)備通過RS422接口和網(wǎng)絡(luò)接口與轉(zhuǎn)臺控制箱連接，向轉(zhuǎn)臺控制箱發(fā)送符合轉(zhuǎn)臺控制協(xié)議的指令，可在上位機控制轉(zhuǎn)臺運行，完成扇掃和圓周掃等轉(zhuǎn)臺動作。

4.2.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理功能可將慣性儀表輸出數(shù)據(jù)(儀表當前俯仰角和方位角)和轉(zhuǎn)臺輸出數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)臺當前運行參數(shù))。當測試轉(zhuǎn)臺指標時，將測試數(shù)據(jù)保存，通過圖形界面軟件將數(shù)據(jù)自動處理成圖表形式，方便設(shè)備調(diào)試人員掌握轉(zhuǎn)臺運行情況。

5 實驗結(jié)果與分析

以速度指標測試為例(其他指標同理)，將轉(zhuǎn)臺航向角度值為橫坐標，以轉(zhuǎn)臺速度為縱坐標繪制圖像，如圖12所示；并將人工測試數(shù)據(jù)疊加至自動測試角度-速度圖像中。由圖可得，人工測試只能對固定航向角度值處速度進行測量，自動化測試可得到連續(xù)變化的速度曲線；自動化測試與人工測試結(jié)果相近，誤差在可接受范圍內(nèi)，證明自動化測試在精度方面可替代人工測試，優(yōu)化后的轉(zhuǎn)臺實時性自動化方案取得良好效果。與人工測試相比，自動化測試結(jié)果直觀，數(shù)據(jù)處理方便，可看出速度等指標連續(xù)變化趨勢，可作為測試人員對轉(zhuǎn)臺進行測試時的數(shù)據(jù)指標依據(jù)。

圖12 自動化測試與人工測試結(jié)果對比圖

6 結(jié)束語

轉(zhuǎn)臺自動測試設(shè)備采用PXIe總線架構(gòu)，實現(xiàn)了控制轉(zhuǎn)

臺與測試轉(zhuǎn)臺指標同步進行的功能，使轉(zhuǎn)臺數(shù)據(jù)與慣性儀表數(shù)據(jù)在時間上能夠?qū)R，能夠?qū)崟r反應轉(zhuǎn)臺運行狀態(tài)，數(shù)據(jù)可參考性得到極大的提升。該型設(shè)備自動化測試應用場景可推廣至其他轉(zhuǎn)臺測試等具有大數(shù)據(jù)量處理需求的場景，形成通用型測試工具，具有較高實用意義。