航空電源控制器篩選自動測控系統的設計

尹恒許

摘? ?要：雖然現有的篩選試驗臺能夠在一定程度上完成航空電源控制器篩選試驗，如缺陷剔除與隨機振動應力和溫度循環應力等篩選試驗，但由于其本身并不完善，缺乏較高的自動化水平與精準度。因此文章通過參考相關研究資料，嘗試運用專業的軟件編程對外接程控電源進行有效控制，優化設計航空電源控制器篩選自動測控系統。

關鍵詞：航空電源控制器;開閉環篩選;自動測控;系統設計

隨著航空電源控制器篩選試驗要求的逐步提高，為有效提升篩選試驗效率，保障試驗結果具有較高的準確度，勢必需要對現有篩選平臺進行優化升級。文章重點探究航空電源控制器篩選自動測控系統設計，旨在為相關人員提供必要理論參考的同時，也可以為該系統的實際優化設計提供相關設計思路。

1? ? 系統基本構成

文章在設計航空電源控制器篩選自動測控系統時，結合相關資料，同時出于方便設計、節約成本等因素的考量，選擇在使用現有虛擬儀器技術并充分運用現有計算機、局域網等優勢資源的基礎上，采用專門的軟件編程對外接程控電源進行靈活、精準控制。該系統的主要構成部分除了專業航空電源控制器外，還有模擬量與開關量輸入模塊、串行總線、外設部件互連標準（Peripheral Component Interconnect，PCI）/面向儀器系統的PCI擴展（PCI extensions for Instrumentation，PXI）總線以及工控機和軟件編程控制平臺等。

2? ? 系統設計分析

2.1? 硬件設計

在文章設計的航空電源控制器篩選自動測控系統中，其硬件組成部分包括呈控電源與工控機、顯示器等。其中，為保障程序控制電源的安全穩定性，文章設計選用額定電流為25 A，電壓在0～30 V，其中24～30 V為無級可調電壓，并同時帶有通用接口總線（General-Purpose Interface Bus，GPIB）接口與串口線的3路28 V程控電源[1]。通過運用專門的軟件平臺對該程控電源進行有效控制。在工控機設計選型中，本系統選用當前市面上常見的智能型工業機箱，要求機箱同時各帶有4個PCI插槽、串口與USB接口，并配有相應的220 V電源線，確保工控機能夠隨時與其他設備進行相互連接。在顯示器的設計中，則選用清晰度較高且具有可折疊、易于安裝等優勢的工業平板液晶顯示屏。為達到自動采集各項篩選試驗數據及其他有關航空電源控制器的信息數據，本系統設計選用專門的數據采集卡，并配合使用GPIB PCI板卡，有效保障各項數據信息在自動完成全面采集后可以進行高效交互傳輸。數據采集卡中的采樣率與分辨率位數分別可以達到1.25 MS/s與16位，同時帶有兩路計數器與定時器以及其他相關附件。GPIB PCI板卡的傳輸速率則控制在1 MB/s左右，其支持Lab VIEW庫函數，即使用相應的軟件編程平臺可對GPIB PCI板卡進行有效控制。

2.2? 軟件設計

文章在對航空電源控制器篩選自動測控系統進行設計時，以虛擬儀器技術以及現有的計算機設備等為基礎，利用NI Lab VIEW軟件編程對系統進行軟件設計與控制。該軟件編程中同時帶有眾多其他功能軟件，包括DAQmx/Assistant德國軟件。在實際開展缺陷剔除與隨機振動應力和溫度循環應力的篩選試驗中，系統在完成初始化操作后，將會根據具體試驗需要選擇相應的子程序。例如在開展缺陷剔除與隨機振動應力的篩選試驗時，系統硬件部分中的數據采集卡將自動進行數據采集工作，配合使用工控機、GPIB PCI板卡等在完成各項采集數據的集中存儲后即可結束試驗。此時系統將自動生成記錄單并返回試驗子程序選擇操作。在后續對該程序系統進行試運行中，工作人員在分別將轉速與負載設定為10 000 r/min與100 A后，嚴格按照相關規定要求將預定振動量、頻率施加在待測航空電源控制器上，在振動時間達到5 min后，系統中的工業平板液晶顯示屏將會自動采用數值與波形相結合的方式，準確顯示被測航空電源控制器的電壓值及其變化情況。一旦電源控制器的實測電壓值超過最大規定允許值，系統中設置的報警模塊將會自動發送聲光報警指令，此時系統將會自動中止試驗，并迅速生成相應的故障報告，便于工作人員快速、準確確定故障位置、故障原因，并有針對性地立即對其進行處理[2]。

系統在實際開展缺陷剔除與溫度循環應力篩選試驗時，首先自動默認循環總次數為10次，隨后在自調整i值令其為初始為0值之后，自動進行開閉環篩選。此時如果篩選結果為閉環，則系統將自動開始測試并依次完成數據采集與存儲，即可結束此次循環。再進入i+1次循環中，若i+1值始終未超過10，則重新進入開閉環篩選并繼續進行測試與數據采集、存儲即可。直至i值為10系統將自動生成記錄單，而后自動結束試驗。如果判斷結果為開環，則在該軟件編程控制下，系統將會自動輸出28.5 V電壓，同時啟動閉合繼電器開關將電源接通。再自動進行測試，依次完成數據采集與存儲后，即可結束本次循環。同樣，此時需要進入i+1次循環中，直至i值為10后，系統才會自動生成記錄單，并結束試驗，退出程序。

3? ? 結語

文章通過運用虛擬儀器與互聯網技術、計算機技術等，采用Lab VIEW軟件編程，設計出航空電源控制器自動篩選測控系統，可在開關與閉環篩選試驗中同步完成多臺航空電源控制器的測試。相較于傳統的篩選試驗臺，文章所設計的系統具有高效、操作便捷、精準性高等諸多優勢特點，且能夠保障各項設備實現充分利用。在使用軟件編程方式控制程控電源下，有助于增強閉環調節穩定性。因此，證明該系統具有較高的應用價值，可廣泛應用于航空電源控制器篩選試驗中，由此幫助相關工作人員獲得更理想的試驗成效。

[參考文獻]

[1]李坤洲，李巖，劉陵順，等.基于航空電源的九開關變換器控制方法研究[J].電氣傳動，2018（6）：64-68，92.

[2]宋顯威.航空電源控制保護器測試系統設計與實現[J].中國新技術新產品，2017（7）：23-24.