航电电源控制保护器测试系统设计

王 琦

(中国人民解放军93199部队，哈尔滨 150001)

航电电源控制保护器测试系统设计

王 琦

(中国人民解放军93199部队，哈尔滨 150001)

航空电源保护器测试系统在硬件方面充分考虑到测量过程的可控性、稳定性和安全性，在软件方面充分利用VC++等多种编程语言，可视化的控制平台方便实用，操作简便易行，并运用复杂的数据算法，使航空电源产品的质量得到可靠保证。

电源控制保护器；测试系统；硬件

航电系统中的电源控制保护器在飞机供电系统中一直都处于中心地位，它的主要作用是对飞机供电系统实施监控和保护，当飞机的供电系统发生欠压、过压、欠频和过频时，电源控制保护器就会保护供电系统，以提高飞行状态的平稳、可靠和安全。

随着航空事业与计算机应用技术的不断发展，一些老旧过时的测试方法已经跟不上时代发展的潮流，更不能与现代的航空电源产品检测技术的发展与应用相适应。其测试方法上主要存在的差距有：检测的精度不高、检测结果人为因素干扰过多、多次操作会有误差积累，检测结果与实际数值差距较大、检测的工作效率不高，需要大量的人工操作来实现，致使检测的时间较长、检测档案和数据库的建立不完善、不能实现量化的生产管理与质量控制。

航空电源控制保护器能对航空供电系统测控和保护电路安全起到有效作用，如供电系统在工作时发生供电状态不正常时，电源控制保护器就可以对电源系统起到整体保护作用，在很大程度上提高飞机飞行状态下的安全系数。随着国家科学技术和创新能力的发展，航空工业体系日益完备，传统的检测方法已经不能适应现在航空工业的发展要求，所以，航电电源控制保护器测试系统能完全实现自动化的测试功能，在测试过程中，根据计算机的固定程序进行自动测控，测试程序员只需对测试所应用的信息进行处理和设置，测试系统就会自动安排给定好所需要的测试内容以完成测试工作。由于测试自动化体系的建立，给测试人员带来了极大的便利，同时降低了测试人员的劳动强度，还排除了一些人为因素的干扰，消除了许多测试中带来的不利因素的影响，提高了航电电源控制系统的测试效率，使航空飞行变得越来越高效、安全。

航电电源控制保护器在出厂前必须经过严格的检测，以确定它的性能是否符合要求和标准，这种产品特别容易受到外界环境因素的影响与干扰，这种影响与干扰是不易被科学仪器检测出来的，但对其产生的影响可以用科学测试的方法正确判断出来。

1 硬件系统的设计与组成

航空电源保护器测试系统在硬件设计上主要包括：主控计算机、电源模块、控制系统单元模块、非航空电子模拟监测处理系统模拟器及被检测设备等，主控计算机采用的是RS232通信技术，用串口技术对电源进行处理，飞机上所有的电源系统工作环境和运行状态都能被显示出来。作为整个保护器测试系统的执行工具，控制系统单元模块要根据主控计算机所发出的指令，对电源模块进行有效的供电。被测试的产品应该依据供电情况作出有效的反应。单元模块还要负责根据控制命令来收集被测试设备的相关数据，并将收集到的数据迅速传送到主控计算机上进行分析和运算。

1.1 主控计算机的应用

主控计算机的功能主要是负责航电电源保护器测试系统的管理控制工作，它主要分为数字输出和模拟数字转换两个装置。航电电源保护器测试系统上所有数字信号的相关信息都是通过数字输出装置来输送的，输送的信号信息会在控制信号的命令下完成相关测试。在这一过程中，模拟数字信号转换装置主要是采集被测试设备相关数据的模拟信号并转换成数字信号，再经过数据处理运算，以函数曲线和数值的方式在主控计算机的检测页面上播放。

1.2 电源模块

主控计算机的检测系统是由多个电源来模拟飞机电源系统运行状态的体系系统，它主要由永磁机的模仿电源、线路模仿互感器的样电源、模仿115 V/400 Hz发电机电源和直流电源组成。在系统检测中，主控计算机利用串口技术向电源模块发出命令密码，这样，符合控制器的检测需要和保证电源的安全稳定运行。

1.3 控制系统单元模块

它是航电电源保护器测试系统的主要执行单位，主要由专用接口线模块、传感器和继电配电模块构成。如：继电配电模块是利用触点的开合来完成工作的，它可以完成对控制器的测试管理任务。在这一过程中，被测设备上的电压/电流数据会通过传感器转换，之后传输到主控计算机上，在相应的软件上操作。要实现主控计算机、继电配电模块和传感器三者间的电气接通和信号互相应对这一目的，就要由专用接口线模块来完成。

1.4 非航空电子模拟监测处理系统模拟器

这种系统模拟器主要使用的是单片机，它是用汇编语言对处理程序进行编写，被测设备与电源模块发出的信息，由处理系统模拟器的串口技术来完成接收，在处理相应信息和进行对比分析后，会把检测出来的系统工作状态通过串口技术传给主控计算机。

1.5 被检测的设备

检测不同种类和型号的控制处理器，这种控制处理器要有相应的专用接口线连接，主要还是检测因工作失误导致电气连接的错误，同时，还能避免不同型号的控制处理器受到其他因素的影响。

2 软件实现系统

航电电源保护器测试系统应用的软件主要是VC++高级编程语言和一些常用的汇编程序语言。在软件系统的主体结构上主要应用VC++高级编程语言，其语言由三部分组成：控制器检测、设备自检和参数校准。当检测系统在正常运行之初，先对其整体测试功能设备进行自检，为系统运行提供一个安全稳定的前提和基础。当自检没有发现问题之后，会自动弹出一个要测试的产品界面，在这个整体界面上，用户要点击选择一个型号产品，进入测试页面。在测试页面中，要填写好相关的测试内容和结果后，才开始进行检测，最后会得到一个测试结论，与采集到的数据系统中的测试结果进行对比分析，生成的结论会在测试页中显示，最后依据处理结果来判断这个产品是否符合标准，如不合格，应拿出相应的故障说明。然后将检测的结论数据自动保存在相应的数据库中，以方便用户的使用和查找，这些结论数据也能根据需要随时进行打印。

3 系统的技术难点和解决方案

3.1 对频率参数检测精度要求高

对于工作频率而言，航空产品的工作频率要求会高出民用产品，如：航空产品的交流电源频率要高出民用交流电源频率的八倍多。按照控制保护器检测规范的要求，频率的参数是有误差的，这个误差一定要控制在1%以下。航电电源保护器测试系统所用的多功能数据，是采集卡通过对电压参数数据的频率值的获取所得到的。

3.2 高精度定时器的要求

欠压、过压、欠频和过频是供电系统中要保护的四种状态，航电电源保护器测试系统要测试航电电源保护器在以上四种状态时的完成时间，根据测试规范要求，动作时间是有测算误差的，这个误差是不允许超过一定范围的。在系统时间更新频率不快时，会降低它参数测量值的精度。通过研究发现，这种高精度的运算计算器可以通过一定的时间间隔而获得一个精确的数值。因此，使用有高精度运行器数值性能的计数器，并将其数值与系统时间同步，两者结合使用就会计算出一个当前的时间，这个时间数值的精度较高。作为硬件计数器中有高精度运算的一种计数器——性能计数器，它能高精度地计算出一个时间，这个时间相对的周期较短。

[1] 朱飞.新型飞机供电参数测试系统的研究与设计[D]. 西安：西北工业大学，2015.

[2] 来文洁.飞机电源系统供电参数测试与分析研究[D].西安：西北工业大学，2015.

[3] 汪洋，张泾周，胡钢成. 航空电源地面自动测试系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2016，(16)：47-49.

[4] 潘全文，韩成业.基于虚拟仪器的某型飞机电源系统测试台软件的研制[J].测控技术，2014，(14)：27-28.

[5] 张玉强.一种基于数据采集系统的数据处理方法[J].计算机自动测量与控制，2016，(02)：75-76.

Design of test system for aerospace power supply protector

WANG Qi

(People’s Liberation Army 93199 Troops, Harbin 150001, China)

The aviation power protector test system takes full account of the controllability, stability and safety of the measurement process in hardware, and makes full use of VC++ and other programming languages in the software. The visual control platform is convenient and practical, and the operation is simple and easy. And the use of complex data algorithms can guarantee the quality of aviation power products.

Power control protector; Test system; Hardware

2017-05-20

王琦(1981-)，男，硕士，助理工程师。

TP273

A

1674-8646(2017)12-0058-02