一种基于1553b总线的飞行器一体化测试系统的制作方法
【专利摘要】一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统，包括配电转换模块、直流电源、直流电源控制器、交流电源、交流电源控制器、测控计算机、总线控制器、测试接口适配器、总线协议转换模块、AD采集模块、数字多用表、测试控制模块、信号调理模块和数据判读模块。本发明充分整合传统飞行器测试方案中的相关设备，形成高度集成的通用测试平台，辅助以先进的软件技术，实现飞行器地面测试的一体化、小型化、便携化。
【专利说明】一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统，适用航天/航空飞行器出厂前地面测试时航电系统参数特性的验证。
【背景技术】
[0002]目前，国内航空/航天飞行器出厂前地面测试系统中较多地使用了传统分布式测试技术，用于不同系统内部的功能和性能测试。
[0003]航空/航天飞行器分布式测试技术是指不同分系统之间，例如同属于航电系统下的电源及配电分系统、导航制导与控制分系统、测控通信分系统、数据与健康管理分系统各自拥有一套独立的地面测试设备，独立完成飞行器上各系统的供电、配电、信号激励、状态参数控制、测量等功能。这种测试方式，在国防工业发展的初期，根据当时地面测试系统的实际需求，在系统的研制和管理方面有着一定的优势。当前，随着对飞行器航电系统测试要求的不断提高，分布式测试方案各自为战、测试设备功能重复、综合利用率差等缺陷愈发明显，各分系统测试设备研制水平参差不齐，测试标准不统一，导致整个系统兼容性差，可靠性低，并且测试设备的维修工作还需要耗费大量的人力、物力，造成许多资源浪费现象。其次，各分系统测试现场由于设备众多，往往会造成场地内电缆布局混乱、人员指挥不到位、测试进程和状态不明确、非常容易造成测试人员误操作，测试反复次数多，错误查找困难等突出问题。
[0004]随着飞行器研制任务的增多，设计人员经验的大量积累，同时网络技术的大力发展，总线测试技术的不断创新，以及对新式测试技术的迫切需求，传统的分布式地面测试技术已经不能适应当前航空/航天飞行器的测试要求。
【发明内容】
[0005]本发明的技术解决问题是:克服传统分布式测试技术的不足，提供了一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统，实现了航空/航天飞行器出厂前测试的一体化、小型化、便携化。
[0006]本发明的技术解决方案是:
[0007]—种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统，包括:配电转换模块、直流电源、直流电源控制器、交流电源、交流电源控制器、测控计算机、总线控制器、测试接口适配器、总线协议转换模块、AD采集模块、数字多用表、测试控制模块、信号调理模块和数据判读模块；
[0008]外部供电通过配电转换模块给直流电源和交流电源供电，直流电源控制器控制直流电源给测试接口适配器提供直流电，交流电源控制器控制交流电源给测试接口适配器提供交流电，测控计算机发送测试指令给总线控制器，总线控制器将所述测试指令转换成1553B总线数据包并通过1553B总线发送到测试控制模块，测试控制模块根据数据包中的测试指令生成相应的测试激励信号，并通过总线协议转换模块进行总线协议转换，再通过测试接口适配器将测试激励信号发送到飞行器，控制飞行器进行相应动作，飞行器动作时产生的模拟量信号通过测试接口适配器发送到信号调理模块进行信号调理，调理之后的信号送入AD采集模块进行模数转换，同时还送入数字多用表，AD采集模块将生成的数字量信号送入数据判读模块中进行数据判读，再依次通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中；数字多用表将测量结果直接通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中；
[0009]飞行器动作时产生的总线数据信号通过测试接口适配器发送到总线协议转换模块进行总线协议转换，再依次通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中。
[0010]数据判读具体为:如果转换生成得数字信号在预设范围内，则将转换生成的数字信号依次通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中；如果转换生成的数字信号超出预设范围，则生成异常数据提示信号，并将该异常数据提示信号和所述转换生成的数字信号一并通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中。
[0011 ] 所述数字多用表包括数字电流表和数字电压表，用于测试模拟量信号的电压值和电流值，且精度高于六位半。
[0012]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0013](I)本发明可以实现地面测试系统的高度集成化，测控计算机作为一个BC终端挂接在1553B数据总线上，直接获取飞行器上下传的测试信息并根据测试流程发送不同的测试指令，同时也可以通过测试接口适配器外接各种传统的测试设备，扩展自身的测试功能。
[0014](2)测试信息交互按照1553B总线协议严格控制，能够防止误动作；测试判断速度块，可以在测控计算机自带的显示屏上直接观察测试结果，测试结果可以利用自带打印机直接打印，或将数据直接存储在测控计算机自身的硬盘中，完成一站式地面测试。
[0015](3)本发明可以采用测试资源共用体制，有效的减少测试设备的数量，使测试现场线缆得到集中约束，令测试现场条理清晰，便于管理，同时也杜绝了测试设备的重复使用，降低了测试费用，减少了操作人员的数目。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明系统框图；
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行进一步的详细描述。
[0018]如图1所示，本发明提供了一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统，包括:配电转换模块、直流电源、直流电源控制器、交流电源、交流电源控制器、测控计算机、总线控制器、测试接口适配器、总线协议转换模块、AD采集模块、数字多用表、测试控制模块、信号调理模块和数据判读模块；
[0019]外部供电通过配电转换模块给直流电源和交流电源供电，直流电源控制器控制直流电源给测试接口适配器提供直流电，交流电源控制器控制交流电源给测试接口适配器提供交流电，测控计算机发送测试指令给总线控制器，总线控制器将所述测试指令转换成1553B总线数据包并通过1553B总线发送到测试控制模块，测试控制模块根据数据包中的测试指令生成相应的测试激励信号，并通过总线协议转换模块进行总线协议转换，再通过测试接口适配器将测试激励信号发送到飞行器，控制飞行器进行相应动作，飞行器动作时产生的模拟量信号通过测试接口适配器发送到信号调理模块进行信号调理，调理之后的信号送入AD采集模块进行模数转换，同时还送入数字多用表，AD采集模块将生成的数字量信号送入数据判读模块中进行数据判读，再依次通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中；数字多用表将测量结果直接通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中；
[0020]数据判读具体为:如果转换生成得数字信号在预设范围内，则将转换生成的数字信号依次通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中；如果转换生成的数字信号超出预设范围，则生成异常数据提示信号，并将该异常数据提示信号和所述转换生成的数字信号一并通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中。所述数字多用表包括数字电流表和数字电压表，用于测试模拟量信号的电压值和电流值，且精度高于六位半。
[0021]飞行器动作时产生的总线数据信号通过测试接口适配器发送到总线协议转换模块进行总线协议转换，再依次通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中。
[0022]配电转换模块、直流电源、直流电源控制器、交流电源、交流电源控制器统一配合完成对一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统进行供电，其中，配电转换模块将外部电源转化为系统所需要的交流、直流量，并由直流电源和交流电源对外输出，当直流电源或交流电源的输出电压值、电流值超出预先设定的正常范围时，直流电源控制器或交流电源控制器将对直流电源或交流电源的输出电压值或电流值进行控制，增加或减少相应的电压值、电流值，实现一体化测试系统稳定供电。
[0023]测控计算机的主要功能是通过1553B总线对飞行器发送控制指令，同时接收来自飞行器的响应信号，并集显示、存储、打印数据的功能，是一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统中主要的控制设备。
[0024]总线控制器由市场上成熟的总线控制器芯片设计实现，其主要功能是将测控计算机发送的控制指令由计算机总线数据格式转化为1553B数据总线协议格式，并将采集到的1553B总线协议数据包回传给测控计算机，对1553B总线上的数据传输事物进行管理。
[0025]测试接口适配器提供飞行器与一体化测试系统之间的电气接口，包括飞行器上设备所需要的各种数据总线接口，例如CAN总线，RS422总线，SPI总线等，还有关键参数直传回测控计算机的模拟量、开关量数据，统一的测试接口是一体化测试系统顺利实现的重要基础。
[0026]总线协议转换模块由总线协议转换板卡设计实现，总线协议转换板卡由FPGA、各类总线控制器芯片、管理器芯片、电平匹配电路硬件实现，通过编写硬件描述语言控制FPGA完成1553B总线与飞行器上其他数据总线之间的协议转换，将各类传统的数据总线转换为一体化测试系统统一使用的1553B总线格式，利用1553B总线的校验方式有效的提高了数据传输的可靠性，并且由于1553B数据总线的传输速率快于CAN总线、RS422总线以及SPI总线，可以有效的提高总线的传输速率，提升一体化测试系统的整体工作效率。此外1553B总线可以同时挂载多个外设，比传统的数据总线点对点传输方式更有效率，有利于一体化测试系统小型化、便携化的测试需求。
[0027]AD采集模块负责采集飞行器上传回的模拟量数据，并转化为能够被一体化测试系统所识别的数字量信号。
[0028]数字多用表能够高精度的采集飞行器上传回的模拟量数据(高于六位半)，将采集后的高精度模拟量数据采集后发往测控计算机，并在测控计算机的显示界面上实时显示，为测试过程中的飞行器各部分工作状态提供参考。
[0029]信号调理模块将飞行器将通过测试接口适配器传回的模拟量信号放大、滤波等操作转换成一体化测试系统能够识别的标准信号，飞行器上传回的高压、过流、浪涌等工业信号不能被系统正确识别，必须经过调理清除。
[0030]数据判读模块对采集到的飞行器数据进行结果判读，当采集电压值、电流值在预先设定的区间范围内，则认为飞行器相关各系统工作正常，并将判读结果发送给测控计算机，在测控计算机显示器相应位置给出结果正常的提示信息；如果采集电压值、电流值超出预先设定好的区间范围，则判定飞行器相关系统工作状态异常，将故障信息发送给测控计算机，测控计算机上显示器对应位置处将显示报故信息，并提示操作人员可以进行紧急断电。
[0031]本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
【权利要求】
1.一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统，其特征在于包括:配电转换模块、直流电源、直流电源控制器、交流电源、交流电源控制器、测控计算机、总线控制器、测试接口适配器、总线协议转换模块、AD采集模块、数字多用表、测试控制模块、信号调理模块和数据判读模块； 外部供电通过配电转换模块给直流电源和交流电源供电，直流电源控制器控制直流电源给测试接口适配器提供直流电，交流电源控制器控制交流电源给测试接口适配器提供交流电，测控计算机发送测试指令给总线控制器，总线控制器将所述测试指令转换成1553B总线数据包并通过1553B总线发送到测试控制模块，测试控制模块根据数据包中的测试指令生成相应的测试激励信号，并通过总线协议转换模块进行总线协议转换，再通过测试接口适配器将测试激励信号发送到飞行器，控制飞行器进行相应动作，飞行器动作时产生的模拟量信号通过测试接口适配器发送到信号调理模块进行信号调理，调理之后的信号送入AD采集模块进行模数转换，同时还送入数字多用表，AD采集模块将生成的数字量信号送入数据判读模块中进行数据判读，再依次通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中；数字多用表将测量结果直接通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中； 飞行器动作时产生的总线数据信号通过测试接口适配器发送到总线协议转换模块进行总线协议转换，再依次通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中。
2.根据权利要求1所述的一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统，其特征在于:数据判读具体为:如果转换生成得数字信号在预设范围内，则将转换生成的数字信号依次通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中；如果转换生成的数字信号超出预设范围，则生成异常数据提示信号，并将该异常数据提示信号和所述转换生成的数字信号一并通过1553B总线和总线控制器送入测控计算机中。
3.根据权利要求1所述的一种基于1553B总线的飞行器一体化测试系统，其特征在于:所述数字多用表包括数字电流表和数字电压表，用于测试模拟量信号的电压值和电流值，且精度高于六位半。
【文档编号】G05B19/418GK103592908SQ201310485559
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】潘江江, 曾贵明, 梁君, 欧连军, 杨友超, 张翔, 赵岩, 刘小军, 徐海运, 赵兴, 姜爽, 李海伟, 朱永贵, 彭小波, 高祥武 申请人:中国运载火箭技术研究院