飛機航電系統測試方法設計研究

鹿凡超++鄒浩彥

摘 要：隨著我國民機事業的蓬勃發展，民機的產量日新月異的提升，因此在生產現場，迫切需要一種能夠實現綜合航電全系統，全功能，全方位檢測的測試方法，本文著重就實現民機航電系統綜合測試設備設計研究進行闡述。

關鍵詞：民機；航電；測試

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.177

1 航電測試設備功能簡介

航電系統綜合測試設備能夠驗證飛機航電系統內部各子系統之間，系統與有關交聯設備之間接口關系的正確性，檢查顯示控制邏輯的正確性，并能仿真系統所需的各種總線信號、離散量及模擬量信號，實現航電系統的裝機前試驗以及系統故障的排查。

2 航電測試設備總體實現思路

各個分系統產品通過專業測試電纜引至對應得系統交聯箱，交聯箱內部放有饋線端子排將各種所需要的引至另一系統的信號引出至機箱后面對應的連接器上，該連接器又通過交聯電纜與另一系統的交聯箱連接，而且系統輸出的ARINC429數據也通過饋線端子排引出至開關切換箱，按照此設計思路，就可以將至少12個子系統的所有信號交聯起來，交聯箱的設計依據是航電系統的機上連接圖，將需要監控的至少150路ARINC429數據分成20組，每次可以監控至少20路ARINC429數據，這20路信號由監控計算機的軟件界面進行選擇，而需要仿真的信號由仿真計算機控制通過仿真箱送入各個子系統，仿真具備手動和自動兩種工作方式，自動模式由仿真機自動產生固定高度和連續變化的高度來模擬飛行狀態，手動模式能夠根據手動輸入的高度進行模擬，硬件和軟件都采用模塊化設計。在設計時留有一定量的余量便于維護和升級。現在以下幾個方面進行闡述。

（1）系統供電：各個子系統、部件所需的供電電源通過監控機柜上的電源監控箱提供，斷路器箱面板上安裝各個部件的斷路器為聯試成品進行過載保護。

（2）監控與仿真的實現方法：能夠仿真部分部品輸出的ARINC429數據，以滿足在部分部品缺少時的航電系統聯試需求，需仿真的電流電壓信號通過工控機內部的NI-PCI-6704模擬量輸出板卡提供，轉速信號的仿真通過安捷倫33522A提供，離散量、矩型短波以及電阻信號通過專用板卡安裝于信號交聯機柜內，通過仿真工控機的485總線程控通道復用開關和選通開關，將仿真信號送往聯試的航電系統進行仿真數據的配置。

系統通過2塊PCI 總線的ARINC429板卡檢測各個子系統的數據輸出，用戶通過軟件界面實現對每組內8個ARINC429總線選擇通道，ARINC429數據分組時將重要數據分至不同的組，以便用戶能夠同時監控。

（3）通道控制電路：ARINC429數據采用差分傳輸方式，輸入和輸出每通道各兩路信號線，分別為信號線A＼B，為了可以同時切換信號線A＼B，使用通道復用開關盒數據選擇開關，選用雙刀雙擲繼電器。

（4）邏輯模塊：邏輯真的狀態使用接地（GND）或28VDC表示，邏輯假的狀態是使用懸空表示，因為邏輯真有兩種狀態，所以設計使用撥碼開關設置邏輯真的狀態。邏輯開關量仿真電路中的邏輯電路部分，提供邏輯信號控制繼電器，選擇離散輸出通道的邏輯真或者邏輯假。由于邏輯開關量的仿真通道共需要至少120路，考慮到邏輯電路設計的可靠性和易于修改，還要盡量減少器件，因此邏輯開關量仿真模塊的核心器件，選用可編程邏輯陣列（FPGA），將硬件數字邏輯電路設計轉換為軟件編程，提高了產品靈活性及擴展性。

仿真控制計算機通過RS485總線，發送仿真指令給邏輯信號仿真模塊，完成仿真信號狀態的設置，邏輯開關量仿真模塊需要RS485總線通信接口電路和控制電路，模塊選用51單片機為核心控制器。

（5）脈沖信號仿真模塊：此模塊主要功能為仿真發動機的參數信號中的燃油流量、耗量傳感器輸出信號。傳感器輸出信號為脈沖信號，脈沖信號的頻率表示流量信息。脈沖信號仿真使用FPGA進行設計，可以方便修改輸出的頻率，脈沖輸出通道之間相互獨立，在設置脈沖頻率時各通道相互不影響。仿真控制計算機通過RS485總線設置脈沖信號仿真的輸出頻率，按照電路功能劃分，脈沖信號仿真模塊可分為RS485接口電路、控制器、FPGA硬件系統和脈沖通道四部分組成。

（6）電阻信號仿真模塊：電阻信號仿真電路用于仿真滑油溫度傳感器、渦輪間溫度傳感器的輸出信號，這些傳感器都是以電阻形式輸出。考慮到用戶使用方便，每路電阻仿真通道設計為三選一形式，三個電阻分別為仿真溫度信號的上限值、標準值和下限值，測試儀根據用戶選擇的仿真溫度輸出對應的電阻值。電阻通道電路使用單刀單擲繼電器切換電阻值，仿真控制計算機通過RS485總線發送控制指令。51單片機從RS485接口電路接受受控指令，再將控制信息發送到FPGA，并控制繼電器導通或關閉。

（7）信號調理電路：直流電壓電流信號的輸出使用多功能板卡NI-PCI-6704提供，經過信號調理箱后，輸出至航電系統，信號調理電路主要包括信號濾波器和保護電路。為保證輸出直流電壓信號精度，在模擬板卡的信號輸出端增加三階低通濾波器，濾波器的截止為40Hz，用于濾除高頻噪聲和50Hz工頻干擾。NI-PCI-6704模擬輸出板卡，輸出最大電壓值為10V，需要增加放大器電路，將輸出最大電壓值放大到32V，以滿足電壓仿真輸出精度要求。電壓保護電路主要有過壓保護、瞬態抑制、限流保護。

3 結論

航電系統綜合測試設備是根據機上航電系統接線圖，將各個子系統進行交聯，并為各個聯試部品提供電源及激勵條件，系統通過PCI總線和ARINC429板卡檢測各個子系統的數據輸出，并將各個聯試部品的關鍵信號引出至設備面板，以方便用戶測試及排故，同時航電系統綜合測試設備能夠仿真部分部品ARINC429數據，以滿足現場部分產品缺少時的航電系統聯試。

參考文獻：

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