基于LabVIEW的飛機(jī)電氣綜合試驗(yàn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：利用虛擬儀器軟件平臺(tái)LabVIEW 8．6開發(fā)一種飛機(jī)電氣綜合試驗(yàn)自動(dòng)管理系統(tǒng)操作平臺(tái)，用于測(cè)試飛機(jī)電氣各項(xiàng)性能指標(biāo)的重要試驗(yàn)環(huán)境。在詳細(xì)介紹該系統(tǒng)各組成部分的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了試驗(yàn)自動(dòng)管理系統(tǒng)的組成與功能。試驗(yàn)自動(dòng)管理系統(tǒng)通過高速以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與各試驗(yàn)子設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，以達(dá)到對(duì)各子系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制和試驗(yàn)結(jié)果的上傳。所設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)可針對(duì)不同的子系統(tǒng)來配置相應(yīng)的控制操作命令，并實(shí)現(xiàn)對(duì)操作命令的保存、發(fā)送至各子系統(tǒng)；子系統(tǒng)接收操作系統(tǒng)的命令并執(zhí)行和完成相應(yīng)的動(dòng)作。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行測(cè)試，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，人機(jī)交互界面良好，操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度較高。
關(guān)鍵詞：LabVIEW；綜合試驗(yàn)管理系統(tǒng)；高速以太網(wǎng)；操作命令

飛機(jī)供電系統(tǒng)是現(xiàn)代飛機(jī)的一個(gè)重要組成部分，指的是電能的生產(chǎn)、變換和輸配的一整套裝置所組成的一個(gè)完整系統(tǒng)，它的作用是向飛機(jī)上所有用電設(shè)備提供電能，以保證飛機(jī)的安全飛行和完成運(yùn)輸或作戰(zhàn)任務(wù)。針對(duì)于飛機(jī)供電系統(tǒng)的地面測(cè)試試驗(yàn)對(duì)研究其性能和功能有著重要意義，傳統(tǒng)的飛機(jī)測(cè)試試驗(yàn)主要采取試驗(yàn)人員手動(dòng)逐項(xiàng)操作完成或者測(cè)試系統(tǒng)軟件按照既定的測(cè)試步驟進(jìn)行特定項(xiàng)目的測(cè)試試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目有限，試驗(yàn)周期長(zhǎng)，比較適合飛機(jī)定型后的檢測(cè)、維護(hù)試驗(yàn)。針對(duì)這一情況，為了縮短設(shè)計(jì)階段的試驗(yàn)周期，使試驗(yàn)過程標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格統(tǒng)一，試驗(yàn)項(xiàng)目盡可能完備，提高試驗(yàn)效率和精度，提出為飛機(jī)供電控制管理系統(tǒng)的綜合試驗(yàn)，設(shè)計(jì)、開發(fā)一套試驗(yàn)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，用以測(cè)試電網(wǎng)的協(xié)調(diào)能力和轉(zhuǎn)換時(shí)間。
針對(duì)試驗(yàn)測(cè)試領(lǐng)域的特殊測(cè)試要求，采用LabVIEW 8．6集成開發(fā)環(huán)境。LabVIEW是一種圖形化的編程語言，又稱為“G”語言，是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開發(fā)集成環(huán)境。它結(jié)合了簡(jiǎn)單易用的圖形化開發(fā)方式和靈活強(qiáng)大的編程語言，提供一個(gè)直覺性環(huán)境，并通過與測(cè)量硬件的密切結(jié)合，讓用戶迅速開發(fā)出有關(guān)系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成原理
1．1 整個(gè)系統(tǒng)組成
整個(gè)綜合試驗(yàn)管理系統(tǒng)組成如圖1所示。圖中所示的試驗(yàn)系統(tǒng)主要由綜合試驗(yàn)自動(dòng)管理系統(tǒng)、各個(gè)子系統(tǒng)、交流電源和試驗(yàn)負(fù)載組成。其中，子系統(tǒng)包括故障注入系統(tǒng)、試驗(yàn)?zāi)Ｐ?、試?yàn)信號(hào)分析系統(tǒng)、終端1、終端2、終端3以及終端4。綜合試驗(yàn)管理系統(tǒng)將按照各個(gè)子系統(tǒng)所配置的操作命令通過以太網(wǎng)發(fā)送至各子系統(tǒng)，子系統(tǒng)接收到命令后，執(zhí)行與自己相關(guān)的動(dòng)作，并將執(zhí)行后的結(jié)果通過以太網(wǎng)反饋至綜合試驗(yàn)自動(dòng)管理系統(tǒng)，用以對(duì)各子系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合處理與分析。

1．2 綜合試驗(yàn)管理系統(tǒng)組成
實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各終端、試驗(yàn)項(xiàng)目／流程的配置管理、試驗(yàn)任務(wù)的生成、實(shí)施和控制，根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)向各終端發(fā)送遠(yuǎn)程控制指令，采集試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，控制試驗(yàn)流程，提供人機(jī)交互界面。此外，定義系統(tǒng)中各終端之間交互信息的格式與響應(yīng)規(guī)程，完成對(duì)試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)各終端設(shè)備的試驗(yàn)項(xiàng)目配置管理，并完成系統(tǒng)典型試驗(yàn)流程的配置管理；按照配置好的試驗(yàn)流程，通過試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)總線分別向各終端設(shè)備發(fā)送控制指令，使系統(tǒng)按照要求完成試驗(yàn)；完成試驗(yàn)結(jié)果的記錄和一致性比對(duì)，形成試驗(yàn)報(bào)告；提供手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作模式，完成對(duì)試驗(yàn)的控制；試驗(yàn)前完成試驗(yàn)系統(tǒng)的自檢測(cè)。

2 綜合試驗(yàn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)軟件采用NI公司的LabVIEW 8．6作為開發(fā)平臺(tái)。LabVIEW具有內(nèi)置的圖形用戶界面，操作直觀，使用簡(jiǎn)便，特別是包含豐富的數(shù)據(jù)分析處理庫函數(shù)，提供了編程巨大的靈活性和很高的可靠性，能夠充分實(shí)現(xiàn)操作靈活，功能強(qiáng)大和用戶界面友好的設(shè)計(jì)要求。綜合試驗(yàn)自動(dòng)管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)采用研華ACP-4320工控機(jī)，主要完成對(duì)試驗(yàn)的監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)記錄和顯示、試驗(yàn)數(shù)據(jù)保存?zhèn)浞莸裙δ?，并將用戶下達(dá)的命令和配置參數(shù)傳送到各終端設(shè)備。工控機(jī)選用數(shù)據(jù)采集卡、工業(yè)級(jí)數(shù)字I／O卡和用于進(jìn)行信號(hào)調(diào)理的各種功能模塊，負(fù)責(zé)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，人性化顯示、管理和控制，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和當(dāng)前試驗(yàn)狀態(tài)返回到主控機(jī)。各終端設(shè)備對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，并根據(jù)主控計(jì)算機(jī)下達(dá)的命令，完成數(shù)據(jù)采集和控制等特定功能，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和當(dāng)前試驗(yàn)狀態(tài)返回到上位機(jī)。