航空電源控制保護器測試系統設計與實現

宋顯威

摘 要：航空飛機的供電系統中電源控制保護器的作用是十分巨大的，它直接起到對系統的控制保護功能，更重要的是它能決定飛機的安全性能。電源保護器的檢修工作也是一項比較龐大和瑣碎的工作，為了有效解決檢測工作的困難，專門設計了電源控制保護器的計算機檢測系統。本文重點介紹測試系統的主要設計原理及目標，并詳細闡述了通過計算機系統對保護器的相關性能指標進行的檢測過程，著重講解了測試系統的應用程序對處理相關技術問題的措施。

關鍵詞：航空電源保護器；測試系統；硬件設計系統；NAEMP模擬器

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

航空電源保護器的重要作用是針對航空的供電系統開展測控和保護電路的作用。論文所涉及的電源控制保護器就是在供電系統的工作過程中一旦出現供電狀態不正常時可以起到對電源系統的保護作用，這樣就能在很大程度上增加飛機飛行運行的安全性。隨著科學技術的發展，國家對創新力度的高度重視，航空工業的發展變革日新月異，相對于傳統的檢測方式已經完全不能適應現在的航空工業的發展水平，這就表現出一系列的問題：技術落后導致測量的準確度較低，測試過程中由于人為因素太多，導致多次重復操作增大誤差的范圍，這樣就會使累積的誤差值過大最終導致結果與實際數值懸殊太大。為了減少各種因素的影響，保證產品的質量就必須經過嚴格的測試，來確保其性能的穩定性。

1.硬件設計系統

該系統的硬件設計主要組成部分包括計算機、控制單元模塊、電源模塊、非航空電子模擬器以及被測設備5個部分。這里的主控機采用RS232通信并通過串口對模塊中含有的電源開展處理工作，這樣能夠演示出在飛機上所有電源系統的各種環境和狀態。控制單元模塊是整個系統的內部執行工具，應該依據計算機安排的命令對電源模塊進行供電控制。同時，受到檢測的產品應該根據模塊供電的實際情況做出反應。要求單元模塊應該根據控制指令的任務來收集被測設備的有關數據，并直接傳輸到主控計算機上進行分析與處理。同時，在系統中增加NAEMP的模擬實驗設備開展模仿飛機NAEMP的運行情況。在航空上NAEMP的作用就是用來接收有關飛機自身供電系統和電源保護的相關工作運行狀態的信息。

1.1 主控計算機的介紹

主控計算機的作用是該測試系統的主要管理控制工作，它的中心裝有模數轉換裝置和數字輸出裝置。數字輸出裝置用來輸送測試系統的所有數字控制信號信息，也就是在控制指令信號的作用下完成相關測試工作。在測試的過程中，模數轉換裝置主要用于收集被檢測設備相關指標的模擬信號并將其換算為數字信號，再經過主控計算機的相關處理，就能以函數曲線和數值的形式播放在測試頁面上。

1.2 電源模塊結構的介紹

測試系統主要是運用多個電源來分別模仿飛機上的電源運行系統，他們分別是：模仿115V/400Hz的發電機電源、模仿永磁機的電源、模仿線路互感器的樣電源和直流線路的電源。在系統的測試過程中，計算機可以使用串口給電源模塊輸送指令密碼，這樣能夠保證電源的正常工作狀態也能符合控制器的檢測需要。

1.3 控制單元模塊的介紹

它是測試系統的主要執行單位，在其中心主要可以分為繼電配電模塊、專用接口線模塊和傳感器模塊。配電模塊就是依據檢測的過程來控制相關的觸點進行開合工作，這樣就能夠完成對控制器的檢測任務。測試的過程中，傳感器模塊就會對被測的機器電壓/電流開展測試數據的轉換作用，之后再送入到主控機開展軟件操作。同時，專用接口線模塊既能實現這三者的電氣接通工作，也能起到信號的相互應對的作用。

1.4 被檢測的設備

要求被檢測的設備主要是不同種型號的控制處理器，這種類型的處理控制器都具有對應的專用接口線，這樣就能夠避免因為工作上的大意導致電氣連接的錯誤，也能避免被測設備受到影響。

2.軟件設計系統

測試系統的軟件部分主要是分為Visual C++的高級語言系統和匯編語言程序。而Visual C++高級編程系統主要是整個軟件系統的主體結構部分，它主要是分為三大部分：設備自檢部分、控制器測試部分和參數校準部分。匯編編程系統主要是指NAEMP模擬器。軟件的主流程圖，如圖1所示。

當測試系統能夠正常的運行時，要先對整體的測試功能的設備進行自我檢測，這樣才能真正地確保該系統的正常運行。當檢查結果過關之后，應該自動選擇測試的產品界面，當用戶選擇一個型號的產品進入測試頁面以后，就要填寫相關的測試結果之后再開始對產品開展檢測。這時的測試結論會把相關的結果收集到相應的數據中進行處理，同時會生成處理結果在測試頁面中表現出來，最后再根據處理的結果進行判斷項目是否合格，如果不符合標準就應該給出相關的故障說明。這時數據也會被自動儲存在相關的數據庫中，用于用戶后期進行分析使用。同時用戶也可以檢索這些數據并打印出來。

3.系統的技術重點及處理措施

3.1 參數的精度測量要求高

航空產品與普通的民用產品的工作頻率是不同的，航空的交流電源的頻率相對于民用要高8倍。同時，根據控制保護器的測試規范來看，頻率的參數誤差要控制在1%之內。測試系統一般用的多功能數據都是采集卡對電壓參數的數據獲取的頻率值。

3.2 定時器的要求

供電系統應該具有特殊的4種狀態，這種測試系統應該測試航空電源的保護器在這4種狀態下進行控制。控制保護器延時動作的保護時間應該控制在100ms之內，同時根據測試的要求來看，動作時間的誤差也不能超過百分之一。使用VC++所反映的多媒體定時裝置是沒有滿足標準之內的，它的精度只能在1ms。通過相關的研究能夠表明，在計算機系統內，涵蓋高精度運行的計數能夠獲得高精度定時時間，它的精準程度與CPU的頻率有很大的關系。所以在軟件應用中，為了能夠使用高性能的計數器來獲取高精度的數值，我們常常使用高頻率的CPU。

結語

通過以上的研究分析，對測試系統的硬件設計內容上充分考慮到了測量過程的安全穩定性能，也考慮了實用方面的性能；在軟件設計方面也充分挖掘了Visual C++的優勢，同時也設計了可視化的操作平臺，這樣工作開展起來可以簡化操作，也完全實現了數據處理的方法。這種系統方法的使用經過反復的實驗，其可靠性已經得到證實，各項指標符合相關技術國家標準，使航空電源的產品質量能夠得到提高，也為航空產業其他產品的測試提供了一個更好的方法。

參考文獻

[1]來文潔.飛機電源系統供電參數測試與分析研究[D].西安：西北工業大學，2015.

[2]朱飛.新型飛機供電參數測試系統的研究與設計[D].西安：西北工業大學，2015.