某型飛機武器控制系統測試儀的設計與實現

錢正

（國營蕪湖機械廠，安徽蕪湖 241007）

某型飛機武器控制系統用于監控懸掛物的工作狀態，管理懸掛物與飛機其他分系統的通信以及提供控制信息的航空電子分系統，是機載武器系統的重要組成部分。武器控制系統通過與其他航空電子分系統協同工作，能夠完成懸掛物的裝定、類型識別、狀態監視、武器選擇、作戰方式、作戰準備、攻擊占位、發射、投放等功能[1]。

目前，該型武器控制系統各部件采用的是人工測試的方法，由于武器控制系統由10 余件部件組成，型號參數繁多、信號交聯關系復雜，存在技術落后、自動化程度低、測試精度低、測試效率不高等問題，武器控制系統可靠性不能保證[2]，嚴重影響飛機大修質量與周期。為滿足產品的測試需求，需要研制一臺自動化程度高、人工參與度低、可靠性高的檢測設備。

本文采用VC++6.0 和基于PXⅠ總線技術搭建了一套飛機武器控制系統測試儀。該測試儀以工控計算機為核心，基于PXⅠ總線的功能模塊等構成硬件平臺，對武器控制系統所有部件進行綜合檢測。開發了一套飛機武器控制系統測試儀檢測軟件，實現了對飛機武器控制系統各分機的自動化檢測以及系統的整體聯試，對系統各參數進行定量檢查，并能夠對結果進行分析、保存、打印[3]。

1 測試儀功能分析

武器控制系統測試儀應能滿足整機系統及單個部件的性能檢測，并可進行SRU 級故障隔離。測試儀應具有通用化、模塊化的設計特點。分析武器控制系統接口、工作原理，結合驗收技術條件的要求，確定測試儀需要完成如下功能：①向被測件提供直流27 V 和交流115 V/400 Hz 的電源信號；②向被測件發出離散激勵信號，組織被測件的工作狀態，接收離散響應信號，判斷被測件工作是否正常和故障；③需要產生脈沖信號作為激勵信號，需要對被測對象返回的脈沖信號進行計數，判讀脈沖跟隨周期；④實現ARⅠNC429總線信號的發送和接收；⑤測試儀能對選定的測試項目實現全程自動測試，不用人工干預，也可對指定的測試項目進行手動測試；⑥測試儀人機界面應簡潔友好，被測產品及系統的測試數據應能保存在文檔中，并通過文檔進行打印。

2 檢查儀硬件結構

以工控計算機為核心，加上基于PXⅠ總線的功能模塊、信號調理適配器、電纜轉接適配器等構成硬件平臺，對武器控制系統所有部件進行綜合檢測；通過專用板卡測試箱，對分解出來的單個電路板進行檢測，將故障定位到功能電路和主要元器件。測試儀硬件原理框圖如圖1 所示。

圖1 測試儀硬件原理框圖

2.1 一次性指令模塊

繼電器切換矩陣將27 V 直流信號切換到相應通道；多路開關用來取代開關向被測對象發出離散控制信號，DⅠO 模塊用來掃描被測對象的響應。

2.2 測量模塊

萬用表、頻率計、A/D 模塊用來測量電壓、電流、頻率、周期、脈寬和脈沖的一致性等參數。

2.3 控制模塊

串形碼收發模塊用來發送和接收32 位雙極性3 電平串形碼；0 槽控制器模塊用來統一管理各個模塊的工作。

2.4 接口適配器

完成對輸入輸出的直流、交流、離散、脈沖、串形碼等信號的隔離、控制、電平轉換、調理等工作，在信號調理箱內還安裝有脈沖產生器電路。為了機載被檢設備和檢測臺的安全，所有輸入和輸出信號首先必須經過隔離，離散信號的隔離采用光電耦合方法，電源信號采用變壓器隔離方法，再經過適當放大、衰減、電平轉換等調理，才能發送到相應通道。如圖2 所示，光電耦合電路進行信號電平轉換，便于板卡采集。

圖2 光電耦合電路

2.5 測試電纜

測試電纜分為3 種，一種是PC 機與適配器之間的總線電纜，一種是適配器內部各模塊之間的低頻電纜，還有一種為被測系統與適配器之間的檢測電纜，分單部件連接和系統連接電纜[4]。

2.6 被測系統

被測系統為一套武器控制系統，含自動部件、功能耦合部件、地面準備板、顯示臺等9 種共計13 件LRU。

3 系統軟件結構

武器控制系統測試的測試軟件在WⅠNDOWS XP系統環境下，基于VC++6.0 軟件開發平臺實現對武器控制系統整機及單部件的測試功能開發設計。由控制部分、通信部分以及人機交互部分等組成，實現了系統的自動化測試，為操作者提供了友好的人機交互界面[5]，軟件結構如圖3 所示。

圖3 系統軟件結構示意圖

面板管理：負責測試項目管理、身份認證、操作人員管理、被測件管理等功能，是系統各個模塊的管理者。

系統測試模塊：系統聯調聯試時，完成系統正常、備份等狀態以及飛行參數的設置，并完成彈型的加載功能以及應急投放功能的測試。

單機LRU 測試模塊：用于完成系統內各LRU 的故障測試與定位。

電路板SRU 測試模塊：用于完成LRU 內電路板的故障測試與定位。

測試結果管理模塊：完成系統測試結果的預覽、保存及打印功能。

自檢模塊：每次檢查儀使用前由自檢模塊對系統進行自檢，完成對DⅠO 模塊、A/D 轉換模塊、串行碼收發模塊的自檢，確定每個板件是否工作正常。

4 測試診斷流程

根據武器控制系統的技術使用說明以及產品驗收規范要求，本測試儀采用了并行分級的測試思想。用戶可根據實際，選擇整機系統、單部件LRU 級測試或SRU 級測試。第一級整機系統測試和診斷，故障定位到LRU 級；第二級故障定位到SRU 級；第三級故障定位到功能電路或元器件[4]。用戶可根據故障現象進行故障準確定位，提高排故效率。測試界面流程圖如圖4所示。

圖4 測試界面流程圖

測試流程如下。

開機，啟動測試程序，用戶身份驗證，進入設備自檢界面。選擇測試儀自檢測試，若自檢未通過，給出故障現象及診斷建議，提示用戶中斷測試請求。自檢合格后進入選擇測試項界面，按照需求選擇SUR、LRU、系統級測試。若進行LRU 測試，由于有9 個型號的LRU，根據實際選擇LRU 測試，進入LRU 測試界面，按提示連接好測試電纜，根據提示進行上電檢測。測試無故障時直接給出測試報表，結果自動保存；有故障時，測試時會對產品某個性能直接故障診斷，給出檢查結果及維修建議。

5 結論

本文通過對某型飛機武器控制系統的研究，采用VC++6.0 和基于PXⅠ總線技術搭建了一套飛機武器控制系統測試儀，設計了一臺自動測試設備，完成信號產生、采集、處理和記錄等問題，對產品測試結果可以查詢、打印和處理。

測試設備的研制成功，進一步地掌握了產品工作原理、信號輸入輸出及邏輯控制關系，提高了產品的修理效率，排除故障能力得到了提升，保證了生產進度，減低了修理成本，為飛機修理的技術保障作出了貢獻。