飛機上小功率伺服系統儀表的自動(dòng)測試系統設計

　　摘要：本文針對具有自動(dòng)調節功能的小功率伺服系統儀表，設計了一種通用的自動(dòng)測試系統，并給出了具體的硬件電路和相關(guān)軟件流程。實(shí)際應用表明，該自動(dòng)測試系統不僅功能齊全，工作穩定可靠，便于地勤人員的維護保障，而且具有使用方便、智能化、集成度高的特點(diǎn)。

　　引言

　　現如今，以具有自動(dòng)調節功能的小功率伺服系統為基本結構單元的儀表廣泛應用于飛機上，它采用隨動(dòng)系統方式實(shí)現信號的轉換、解算和遠距傳輸傳送，使信號能量得到放大，不僅可以提高儀表的指示精度和負載能力，而且具有較靈活的輸出和顯示方式^[1]。小功率伺服系統儀表的完好性直接影響到飛機的飛行安全，本文針對飛機上的小功率伺服系統儀表設計了一套通用的自動(dòng)測試系統。

　　1 航空儀表伺服系統的工作原理

　　航空儀表中所應用的伺服系統實(shí)際上是一個(gè)電氣機械式位置反饋系統，其原理結構如圖1所示，它主要由傳感器和指示器兩部分組成。在傳感器中，敏感元件測量飛行器的某一物理參數并轉換成控制伺服系統運動(dòng)的角信號θ₁，再通過(guò)變換裝置將角信號θ₁轉換成一定形式電信號e₁輸出給指示器中的接收裝置。在指示器中，當接收裝置的輸入信號e₁與電機組件輸出的反饋信號e₂不一致時(shí)(即△e=e₂-e₁≠0)則產(chǎn)生誤差電壓信號△e，該信號經(jīng)伺服裝置解調放大后控制直流電機組件運轉，以帶動(dòng)指針和計數器指示，同時(shí)為接收裝置提供位置反饋信號e₂(圖1中指示器部分框內的虛線(xiàn)即表征這種機械位置反饋關(guān)系)，使△e趨于0，我們把這種狀態(tài)稱(chēng)為隨動(dòng)系統的協(xié)調狀態(tài)。當相應的飛行器參數發(fā)生變化時(shí)，伺服系統將重復上述過(guò)程使系統獲得新的協(xié)調。

　　航儀表伺服系統中的變換裝置和接收裝置在電氣關(guān)系上是一個(gè)整體部件，合并稱(chēng)之為比較變換裝置，由它實(shí)現主控信號與反饋信號的比較，并轉換成誤差電信號。組成比較變換裝置的器件常用自整角機或旋轉變壓器，它們都具有傳輸精度高、使用壽命長(cháng)的特點(diǎn)。

　　1 總體設計思想

　　本文設計的通用自動(dòng)測試系統是以工業(yè)控制計算機為平臺，根據被測設備的測試需求，研制專(zhuān)用的基于GPIB總線(xiàn)數據通訊技術(shù)的程控激勵信號發(fā)生器與信號采集處理器等總線(xiàn)擴展卡，制作專(zhuān)用的接口適配器用于連接測試系統與被測單元，對重復占用的信號源以繼電器開(kāi)關(guān)和矩陣開(kāi)關(guān)進(jìn)行分配，在數字I/O卡的控制下進(jìn)行。

　　2 硬件設計

　　硬件系統設計框圖如圖2所示，硬件平臺主要由工控計算機、數字I/O卡、三塊同步器卡、測試資源、陣列接口、接口適配器和測試電纜七部分組成：

　　(1)工控計算機：是整機控制中心和操作平臺，除標準IPC配置外，內部擴充有四塊VXI總線(xiàn)擴展卡、數字I/O卡和同步器卡。通過(guò)軟件系統和GPIB總線(xiàn)調度系統數字化測試資源對被測對象自動(dòng)完成數字化檢測，并給出準確的檢測結果。

　　(2)同步器卡：是自行設計基于ISA總線(xiàn)的同步器/分解器，實(shí)現軸角信號與數字信號轉化。一方面讀取系統總線(xiàn)送來(lái)的數字角度數據，產(chǎn)生電壓信號，作為激勵發(fā)送到儀表;另一方面，它又能接收被測設備輸出的角位信號，將角位信息轉化為角度值。

　　(3)數字I/O卡：在測試系統中，數字I/O卡可觸發(fā)所用繼電器模塊的電磁動(dòng)作，接收從離散量接口板送來(lái)的開(kāi)關(guān)量信號^[3]。