基于LabVIEW的飛機電氣綜合試驗管理系統設計

摘要：利用虛擬儀器軟件平臺LabVIEW 8．6開(kāi)發(fā)一種飛機電氣綜合試驗自動(dòng)管理系統操作平臺，用于測試飛機電氣各項性能指標的重要試驗環(huán)境。在詳細介紹該系統各組成部分的基礎上，重點(diǎn)分析了試驗自動(dòng)管理系統的組成與功能。試驗自動(dòng)管理系統通過(guò)高速以太網(wǎng)實(shí)現與各試驗子設備之間的數據通信，以達到對各子系統遠程控制和試驗結果的上傳。所設計的操作系統可針對不同的子系統來(lái)配置相應的控制操作命令，并實(shí)現對操作命令的保存、發(fā)送至各子系統；子系統接收操作系統的命令并執行和完成相應的動(dòng)作。經(jīng)實(shí)際運行測試，該系統運行穩定，人機交互界面良好，操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度較高。
關(guān)鍵詞：LabVIEW；綜合試驗管理系統；高速以太網(wǎng)；操作命令

飛機供電系統是現代飛機的一個(gè)重要組成部分，指的是電能的生產(chǎn)、變換和輸配的一整套裝置所組成的一個(gè)完整系統，它的作用是向飛機上所有用電設備提供電能，以保證飛機的安全飛行和完成運輸或作戰任務(wù)。針對于飛機供電系統的地面測試試驗對研究其性能和功能有著(zhù)重要意義，傳統的飛機測試試驗主要采取試驗人員手動(dòng)逐項操作完成或者測試系統軟件按照既定的測試步驟進(jìn)行特定項目的測試試驗，試驗項目有限，試驗周期長(cháng)，比較適合飛機定型后的檢測、維護試驗。針對這一情況，為了縮短設計階段的試驗周期，使試驗過(guò)程標準嚴格統一，試驗項目盡可能完備，提高試驗效率和精度，提出為飛機供電控制管理系統的綜合試驗，設計、開(kāi)發(fā)一套試驗自動(dòng)化管理系統，用以測試電網(wǎng)的協(xié)調能力和轉換時(shí)間。
針對試驗測試領(lǐng)域的特殊測試要求，采用LabVIEW 8．6集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。LabVIEW是一種圖形化的編程語(yǔ)言，又稱(chēng)為“G”語(yǔ)言，是目前應用最廣、發(fā)展最快、功能最強的圖形化軟件開(kāi)發(fā)集成環(huán)境。它結合了簡(jiǎn)單易用的圖形化開(kāi)發(fā)方式和靈活強大的編程語(yǔ)言，提供一個(gè)直覺(jué)性環(huán)境，并通過(guò)與測量硬件的密切結合，讓用戶(hù)迅速開(kāi)發(fā)出有關(guān)系統。

1 系統組成原理
1．1 整個(gè)系統組成
整個(gè)綜合試驗管理系統組成如圖1所示。圖中所示的試驗系統主要由綜合試驗自動(dòng)管理系統、各個(gè)子系統、交流電源和試驗負載組成。其中，子系統包括故障注入系統、試驗模型、試驗信號分析系統、終端1、終端2、終端3以及終端4。綜合試驗管理系統將按照各個(gè)子系統所配置的操作命令通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送至各子系統，子系統接收到命令后，執行與自己相關(guān)的動(dòng)作，并將執行后的結果通過(guò)以太網(wǎng)反饋至綜合試驗自動(dòng)管理系統，用以對各子系統的試驗結果進(jìn)行綜合處理與分析。

1．2 綜合試驗管理系統組成
實(shí)現系統中各終端、試驗項目／流程的配置管理、試驗任務(wù)的生成、實(shí)施和控制，根據試驗任務(wù)向各終端發(fā)送遠程控制指令，采集試驗結果數據，控制試驗流程，提供人機交互界面。此外，定義系統中各終端之間交互信息的格式與響應規程，完成對試驗網(wǎng)絡(luò )各終端設備的試驗項目配置管理，并完成系統典型試驗流程的配置管理；按照配置好的試驗流程，通過(guò)試驗現場(chǎng)總線(xiàn)分別向各終端設備發(fā)送控制指令，使系統按照要求完成試驗；完成試驗結果的記錄和一致性比對，形成試驗報告；提供手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作模式，完成對試驗的控制；試驗前完成試驗系統的自檢測。

2 綜合試驗管理系統設計
該系統軟件采用NI公司的LabVIEW 8．6作為開(kāi)發(fā)平臺。LabVIEW具有內置的圖形用戶(hù)界面，操作直觀(guān)，使用簡(jiǎn)便，特別是包含豐富的數據分析處理庫函數，提供了編程巨大的靈活性和很高的可靠性，能夠充分實(shí)現操作靈活，功能強大和用戶(hù)界面友好的設計要求。綜合試驗自動(dòng)管理系統計算機采用研華ACP-4320工控機，主要完成對試驗的監控、參數設置、數據記錄和顯示、試驗數據保存備份等功能，并將用戶(hù)下達的命令和配置參數傳送到各終端設備。工控機選用數據采集卡、工業(yè)級數字I／O卡和用于進(jìn)行信號調理的各種功能模塊，負責系統實(shí)時(shí)數據采集，人性化顯示、管理和控制，并將試驗數據和當前試驗狀態(tài)返回到主控機。各終端設備對相應設備進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，并根據主控計算機下達的命令，完成數據采集和控制等特定功能，并將試驗數據和當前試驗狀態(tài)返回到上位機。