分布式計算機(jī)技術(shù)在飛機(jī)非標(biāo)測控設(shè)備中的應(yīng)用

摘 要本文在總結(jié)和分析分布式計算機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，對分布式計算機(jī)技術(shù)在飛機(jī)非標(biāo)測控設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行分析，將蘇-27戰(zhàn)斗機(jī)控雷達(dá)天線系統(tǒng)中各個部件的測試和研究作為對象。從實際應(yīng)用中論述了計算機(jī)測控系統(tǒng)的實現(xiàn)，提出了一種符合飛機(jī)非標(biāo)測控設(shè)備的解決方案，具有低成本、易于操作等特點，希望本文的分析可以給分布式計算機(jī)技術(shù)在飛機(jī)非標(biāo)測控設(shè)備中的應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)維修 非標(biāo)測控方案 分布式系統(tǒng) 系統(tǒng)集成

隨著空軍新機(jī)型的發(fā)展，設(shè)備壽命檢測時間不斷延長，增加了維修作業(yè)量。為了在大規(guī)模工作中，順利進(jìn)展維修工作，必須及時尋找一種新技術(shù)，主要解決專用測試儀器和非標(biāo)測控設(shè)備存在的問題。

1 構(gòu)建分布式測控系統(tǒng)模型

分布式測控系統(tǒng)主要由計算機(jī)系測控系統(tǒng)和分布式測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型、分布式測控系統(tǒng)實現(xiàn)模式等四部分組成。可以由很多臺計算機(jī)或處理機(jī)器連接起來，每個處理單元具有自己獨(dú)立的處理和儲存器，通過信息交換實現(xiàn)共同目標(biāo)。計算機(jī)硬件、分布式控制任務(wù)處理和編程語言是組成分布式測控系統(tǒng)的主要部分。實現(xiàn)分布式測控系統(tǒng)的時候，可以按照總體系統(tǒng)要求實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)協(xié)調(diào)，共同控制任務(wù)進(jìn)展。分布式測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型有四種形式，

1.1 主從模式

主從處理機(jī)不會直接進(jìn)行對象的測試和控制，主要進(jìn)行系統(tǒng)指揮、進(jìn)程控制和協(xié)調(diào)等任務(wù)，處理機(jī)完成對象的測試和控制等任務(wù)。

1.2 并行模式

這種模式和主從模式?jīng)]有關(guān)系，主要由很多臺處理機(jī)擔(dān)當(dāng)并處理任務(wù)。處理任務(wù)的時候，通常將大任務(wù)劃分不若干個小任務(wù)，每臺處理機(jī)分別擔(dān)當(dāng)并完成任務(wù)，任務(wù)性質(zhì)決定處理器性質(zhì)。

1.3 混合模式

此種模式是以上兩種模式的綜合，可以處理處理器不能完成的任務(wù)，具有高性能特大分布系統(tǒng)。

1.4 實現(xiàn)模式

保證模塊具有并行性、自治性、可用性和透明性等基本屬性。在實際應(yīng)用中必須對測控對象要求、任務(wù)構(gòu)成和系統(tǒng)構(gòu)成成本以及開放研制周期等因進(jìn)行考慮。

2 飛機(jī)火控雷達(dá)天線部件的特點和要求

飛機(jī)火控雷達(dá)天線部件是一種技術(shù)參數(shù)高的系統(tǒng)，可以在脫機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，對修理工廠要求特別嚴(yán)格，必須滿足結(jié)構(gòu)性能協(xié)調(diào)好、數(shù)據(jù)庫容量大和控制度高等功能。

2.1 控制參數(shù)

第一速度控制參數(shù)。進(jìn)行性能測試的時候，必須對直流電機(jī)施加速度控制參數(shù)進(jìn)行控制，然后使用掃描移動等方式，實現(xiàn)掃描速度高、中、低等三個檔位的控制[2：46-49]。第二，方向控制參數(shù)。對天線移動速度控制的同時，還需要對天線方向位置、方位角俯仰角、傾斜角等進(jìn)行控制。

2.2 反饋參數(shù)

反饋參數(shù)由位置反饋參數(shù)、速度反饋參數(shù)和極限反饋參數(shù)組成。為了保證天線方向位置精確，可以對編程器方位角、俯仰角和傾斜角等位置信號參數(shù)進(jìn)行控制；為了精準(zhǔn)控制俯仰、傾斜等、方位三個角度轉(zhuǎn)動速度，必須使用速度傳感器對轉(zhuǎn)動速度信號進(jìn)行控制。除此之外，天線在極限位置的信號也應(yīng)該得到反饋。

2.3 性能測試參數(shù)

（1）運(yùn)動性能測試。分別進(jìn)行高、中、低三擋的單自由度和全方位符合運(yùn)動，檢測天線運(yùn)動機(jī)的機(jī)械性能。

（2）靜態(tài)性能測試。對天線零件位置、機(jī)械磨損和間隙性能進(jìn)行測試。

（3）極限位置性能測試。檢測極限位置能否達(dá)到出廠需求。

（4）信號性能測試。對天線轉(zhuǎn)動進(jìn)行性控制的同時，還應(yīng)該對接收位置參數(shù)進(jìn)行測量，找出功率位置后，利用測試數(shù)據(jù)檢測天線能付符合出廠要求。

3 飛機(jī)防火控雷達(dá)天線部件性能測控系統(tǒng)解決方法

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式

主從結(jié)構(gòu)模式是火控雷達(dá)部件性能測控系統(tǒng)中比較常用的模式。

3.2 系統(tǒng)實現(xiàn)方式

將研華工業(yè)控制機(jī)作為工業(yè)主處理機(jī)，利用串口傳遞數(shù)據(jù)和信息，作為下位機(jī)功率測試儀工作，試下天線位置和功率測試值的協(xié)調(diào)。選用化光電子有限公司生產(chǎn)的可編程控制器作為編程能控制器，根據(jù)主處理機(jī)的指令和任務(wù)，分被對天線位置和運(yùn)動進(jìn)行控制，然后進(jìn)行反饋參數(shù)配置，同時實時傳輸位置數(shù)據(jù)。可編程功率儀采用該公司配置的E4419B雙通道高性能編程功率儀，可以達(dá)到很高的頻率讀取參數(shù)，滿足雷達(dá)天線接受測試，并利用串口向處理器傳輸實時數(shù)據(jù)。

4 飛機(jī)火控雷達(dá)天線部件性能測控的解決

進(jìn)行硬件配置的時候，必須按照系統(tǒng)功能及時解決軟件方案，保證軟件結(jié)構(gòu)模塊化。控制機(jī)是主處理機(jī)，進(jìn)行下位機(jī)協(xié)調(diào)控制的同時，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、查詢、打印和網(wǎng)絡(luò)傳輸，而且進(jìn)行無人操作，必須對數(shù)據(jù)庫和軟件開發(fā)平臺進(jìn)行選擇。

進(jìn)行控制的時候，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶要求和習(xí)慣使用Windows98操作系統(tǒng)；還可以柑橘軟件功能，選擇變成語言；懸著數(shù)據(jù)庫的時候，可以根據(jù)數(shù)據(jù)容量選擇。可編程控制器是一種相對成熟的產(chǎn)品，編程語言非常的豐富而且人性化，包含梯形圖、指令助記符、布爾代數(shù)等多種類型。系統(tǒng)可以根據(jù)開發(fā)人員的習(xí)慣和PLC，選擇DirectSoft語言，并使用梯形圖進(jìn)行編程。

可編程儀器標(biāo)準(zhǔn)命令和HP437B是可編程功率儀給用戶提供的語言，SCPI是功率出廠設(shè)置語言。由于系統(tǒng)采用了RA232通訊口，所以可以使用SCPI進(jìn)行編程。頻率發(fā)生裝置和通用的INTEL51具有指令系統(tǒng)、功能單一和編程簡單等特點。

系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)之后，盡量使用編程可編程且較成熟的結(jié)構(gòu)，同時給每個處理單元一定的額編程語言，并配備自動檢測程序，完成系統(tǒng)集成之后，對系統(tǒng)測試程序進(jìn)行考慮，快速判斷系統(tǒng)功能障礙。

5 結(jié)束語

分布式測控系統(tǒng)是目前使用最廣泛的實現(xiàn)方式，主要利用先進(jìn)和成熟的編程儀器、設(shè)備和技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)模塊化，具有靈活集成、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短暫、可靠性高、方便維護(hù)和簡單操作等特點，優(yōu)化了方案，降低了維修成本，給專用測試設(shè)備鑒定了基礎(chǔ)。

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作者簡介

錢雅（1987-），浙江省嘉興市人。現(xiàn)為國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)電工程與自動化學(xué)院在讀碩士研究生。研究方向為測控技術(shù)與儀器。

作者單位

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)電工程與自動化學(xué)院 湖南省長沙市 410073