陳 星，段斐翡

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

自從我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)發(fā)展至今，航空以及航天等方面的發(fā)展領(lǐng)域也在逐漸的擴(kuò)大，整體的人力、技術(shù)、資金等方面投入更是呈現(xiàn)逐年增加的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)如今的科研技術(shù)也在不斷的創(chuàng)新，有效的推進(jìn)了我國(guó)的科研發(fā)展提升了我國(guó)的整體實(shí)力。機(jī)電管理計(jì)算機(jī)有效的實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)的艙門(mén)關(guān)閉開(kāi)啟、機(jī)體的起飛降落以及液壓和氣動(dòng)執(zhí)行的相關(guān)中樞控制系統(tǒng)[1]。機(jī)電管理計(jì)算機(jī)有效的保證了整體的信息安全可靠正確性，來(lái)保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。但是由于此種計(jì)算機(jī)設(shè)備已經(jīng)無(wú)法順應(yīng)當(dāng)前航空航天事業(yè)的發(fā)展需求，因此在進(jìn)一步的生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，該項(xiàng)工作必然要依靠自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備來(lái)有效的完成。在現(xiàn)如今的社會(huì)發(fā)展階段，多項(xiàng)工作內(nèi)容的逐漸增加，工作量也在不斷的加大，那么就對(duì)自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備提出了更高的功能要求，由此該種技術(shù)得到了飛速的發(fā)展[2]。此種設(shè)備技術(shù)通過(guò)借助虛擬儀器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)有效結(jié)合儀器技術(shù)的全新測(cè)試方法，突破了傳統(tǒng)的儀器設(shè)備觀念，有效的利用高性能的設(shè)計(jì)模塊，來(lái)更好的滿足了航空航天技術(shù)對(duì)于計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的功能需求[3]。由此本文針對(duì)基于LabVIEW的航空機(jī)電計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)展開(kāi)研究。

1 功能需求概述

通過(guò)依照絕大多數(shù)的計(jì)算機(jī)測(cè)試基本大綱需求，被測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能需要具備模擬量輸入信號(hào)、離散量輸出及輸入信號(hào)、總線的通訊信號(hào)，還包括了整體的供電電源[4]。在此功能需求中對(duì)離散信號(hào)的整體傳送處理量相對(duì)較大，需要在一定的時(shí)間內(nèi)，完成與計(jì)算機(jī)之間的相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)果整理和傳輸。那么通過(guò)采用多點(diǎn)測(cè)量，從而有效的保證了計(jì)算機(jī)測(cè)試功能的高度精準(zhǔn)。本次測(cè)試研究是在滿足如上的計(jì)算機(jī)測(cè)試功能需求基礎(chǔ)之上，從而進(jìn)一步的完成針對(duì)穩(wěn)定高效性需求的設(shè)計(jì)。本次自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)主要包括了幾大板塊：主機(jī)設(shè)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(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)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(dāng)前國(guó)內(nèi)外的自動(dòng)測(cè)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(chǔ)之上構(gòu)建測(cè)試平臺(tái)，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(jiān)固性，還有Eurocard的機(jī)械性分裝特性，在此種系統(tǒng)使用過(guò)程中可以較為有效的增強(qiáng)多個(gè)定時(shí)性的總線功能、在每一相鄰的功能版塊之間，實(shí)現(xiàn)了局部性的測(cè)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(cè)試平臺(tái)

在該測(cè)試平臺(tái)中主要包括了6大功能版塊：①機(jī)箱版塊該版塊主要的功能通過(guò)利用PXI-1044來(lái)有效的實(shí)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(lái)設(shè)置內(nèi)部的參考時(shí)鐘抖動(dòng)低于＜5 ps，將整體的工作溫度擴(kuò)展至0～55℃之間[7]。②控制器版塊在該功能版塊中通過(guò)利用雙核處理器以及內(nèi)存、硬盤(pán)還有USB接口還有視頻的主要借口，從而有效的實(shí)現(xiàn)PXI的總線功能使用。③模擬量信號(hào)源仿真模塊通過(guò)在該板塊中設(shè)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(hào)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(kāi)關(guān)卡，以及獨(dú)立性的繼電器還有可軟件的編程，所通過(guò)的最大化電壓設(shè)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)的串口以及獨(dú)立通道8個(gè)，此外還有獨(dú)立存在的通道2個(gè)以及額外附帶的冗余通道2個(gè)[9]。

2.3 系統(tǒng)電路調(diào)整設(shè)計(jì)組成

圖4 測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

通過(guò)依照當(dāng)前航空機(jī)電測(cè)試工作開(kāi)展對(duì)于系統(tǒng)化電路的需求，通過(guò)在離散量的主要采集模塊中，不僅需要針對(duì)當(dāng)前的航空計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)完成相應(yīng)的電平檢測(cè)，同時(shí)還需要針對(duì)具體的信號(hào)輸出電流，來(lái)達(dá)到一定的調(diào)整措施進(jìn)行電路的整體設(shè)計(jì)完善[10]。通過(guò)針對(duì)當(dāng)前的輸出信號(hào)完成一定的光電隔離，有效的隔離了計(jì)算機(jī)設(shè)備以及測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)而經(jīng)由限幅性電路來(lái)有效的完成相應(yīng)的變化，與此同時(shí)通過(guò)給予負(fù)載量的供測(cè)電信號(hào)完成相對(duì)應(yīng)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(shè)計(jì)（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(cè)試組成

通過(guò)基于LabVIEW的航空機(jī)電計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容版塊如下。

3.1 軟件功能版塊組成

軟件系統(tǒng)通過(guò)采用了自上而下的系統(tǒng)性功能使用設(shè)計(jì)思想，在具體的軟件功能設(shè)計(jì)中應(yīng)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(duì)該系統(tǒng)性軟件實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的參數(shù)配置、測(cè)試還有數(shù)據(jù)分析，以及數(shù)據(jù)分析之后相應(yīng)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(shè)計(jì)思想，通過(guò)應(yīng)用該板塊的總體設(shè)計(jì)方法[12]。具體包括了如下版塊功能（如圖7所示）：①通過(guò)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(shè)計(jì)了主要的功能性登錄版塊，并且設(shè)置了相應(yīng)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(guò)使用自檢和初始化版塊，來(lái)有效的實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)在啟動(dòng)之后，經(jīng)由自檢性函數(shù)有效的完成硬件的測(cè)檢，包括軟件中的初始化功能得到相應(yīng)的缺省值功能化使用，主要實(shí)現(xiàn)了軟件的功能檢測(cè)板卡以及相應(yīng)的連接可靠性。③測(cè)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(cè)試化選項(xiàng)性操作。配置文件通過(guò)選用.txt的文件得以保存，主要包含了較多的測(cè)試參數(shù)。④具體的測(cè)試版塊，主要的功能性版塊包括了模擬信號(hào)量的信號(hào)源仿真版塊，以及離散量的信號(hào)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(cè)試版塊。模擬量的主要信號(hào)源仿真版塊以及離散量的具體信號(hào)源仿真版塊，通過(guò)被測(cè)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，來(lái)有效的完成相應(yīng)的離散信號(hào)模擬，并且有效的經(jīng)由RS232來(lái)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(guò)經(jīng)由計(jì)算機(jī)，來(lái)有效的完成相應(yīng)的輸出信號(hào)測(cè)量，并且通過(guò)依照測(cè)量所得的結(jié)果來(lái)有效的實(shí)現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果的傳輸。在總線的通訊版塊有效的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)及被測(cè)試計(jì)算機(jī)設(shè)備所主要構(gòu)成的功能。⑤該板塊主要包括了對(duì)于所測(cè)試的相應(yīng)數(shù)據(jù)具體的期望數(shù)值，對(duì)該數(shù)值進(jìn)行有效的測(cè)量評(píng)定，之后得出相應(yīng)的故障診斷結(jié)論（如圖7所示）。

圖7 系統(tǒng)軟件測(cè)試框圖

該系統(tǒng)軟件測(cè)試（如圖8所示）。在應(yīng)用該系統(tǒng)軟件測(cè)試的具體工作實(shí)現(xiàn)流程（如圖9所示）。

圖8 軟件測(cè)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(shè)計(jì)中關(guān)鍵技術(shù)體現(xiàn)

在基于LabVIEW的航空機(jī)電計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)中，主要的自動(dòng)化軟件測(cè)試功能實(shí)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(yīng)的總線通訊信號(hào)系統(tǒng)功能，并且在每一類信號(hào)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(shù)得以優(yōu)化控制[14]。在基于LabVIEW的航空機(jī)電計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)中，主要的系統(tǒng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)組成就是，一個(gè)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(guò)有效的保障了該狀態(tài)及設(shè)備的連續(xù)性運(yùn)行。在該結(jié)構(gòu)中所有效的實(shí)現(xiàn)了分支結(jié)構(gòu)的整體系統(tǒng)狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)。那么case結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)信息變量就相對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的主要事件流程。

在該系統(tǒng)中所主要采用的是隊(duì)列性的設(shè)備機(jī)型。通過(guò)將所需要執(zhí)行的相應(yīng)程序來(lái)有效的完成隊(duì)列性的程序處理排隊(duì)，將相對(duì)應(yīng)的一系列形態(tài)完成相應(yīng)的形態(tài)處理，之后經(jīng)由緩存性的隊(duì)列形態(tài)與之對(duì)應(yīng)，有效的控制了整體的程序轉(zhuǎn)換。一旦運(yùn)行狀態(tài)設(shè)備，那么就會(huì)有效的將相應(yīng)的狀態(tài)信息完成緩存刪除。與此還依照具體的狀態(tài)來(lái)為按成相應(yīng)的事件存儲(chǔ)[15]。狀態(tài)機(jī)設(shè)備還應(yīng)當(dāng)有效的完成事件的添減，一旦相應(yīng)的緩存狀態(tài)名單都已經(jīng)刪除完成，那么狀態(tài)機(jī)設(shè)備就會(huì)有效的完成Close State的系統(tǒng)關(guān)閉。一旦測(cè)試系統(tǒng)有所運(yùn)行，那么就會(huì)將具體的測(cè)試項(xiàng)目完成諸多狀態(tài)的分解，并且經(jīng)過(guò)逐步的分解之后將其裝入至相應(yīng)的字符串矩陣之中，有效的經(jīng)由多個(gè)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(yǔ)

本次研究通過(guò)設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的航空機(jī)電計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)在測(cè)試過(guò)程中，整體的面穩(wěn)定并且操作尤為簡(jiǎn)單，有效的優(yōu)化了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思想，具備一定的拓展性，可以有效的應(yīng)用至當(dāng)前的飛機(jī)控制管理實(shí)驗(yàn)之中。