基于LabVIEW的航空机电计算机测试系统设计

2018-08-08段斐翡

电子设计工程 2018年14期

陈星，段斐翡

（1.西安航空职业技术学院陕西西安710089；2.东方航空技术有限公司西北分公司陕西咸阳712035）

自从我国进入21世纪发展至今，航空以及航天等方面的发展领域也在逐渐的扩大，整体的人力、技术、资金等方面投入更是呈现逐年增加的发展趋势，现如今的科研技术也在不断的创新，有效的推进了我国的科研发展提升了我国的整体实力。机电管理计算机有效的实现了飞机的舱门关闭开启、机体的起飞降落以及液压和气动执行的相关中枢控制系统[1]。机电管理计算机有效的保证了整体的信息安全可靠正确性，来保证测量结果的准确程度。但是由于此种计算机设备已经无法顺应当前航空航天事业的发展需求，因此在进一步的生产实践过程中，该项工作必然要依靠自动化测试设备来有效的完成。在现如今的社会发展阶段，多项工作内容的逐渐增加，工作量也在不断的加大，那么就对自动化测试设备提出了更高的功能要求，由此该种技术得到了飞速的发展[2]。此种设备技术通过借助虚拟仪器技术，实现了计算机技术有效结合仪器技术的全新测试方法，突破了传统的仪器设备观念，有效的利用高性能的设计模块，来更好的满足了航空航天技术对于计算机测试系统的功能需求[3]。由此本文针对基于LabVIEW的航空机电计算机测试系统设计展开研究。

1 功能需求概述

通过依照绝大多数的计算机测试基本大纲需求，被测计算机系统功能需要具备模拟量输入信号、离散量输出及输入信号、总线的通讯信号，还包括了整体的供电电源[4]。在此功能需求中对离散信号的整体传送处理量相对较大，需要在一定的时间内，完成与计算机之间的相应数据结果整理和传输。那么通过采用多点测量，从而有效的保证了计算机测试功能的高度精准。本次测试研究是在满足如上的计算机测试功能需求基础之上，从而进一步的完成针对稳定高效性需求的设计。本次自动测试系统主要包括了几大板块：主机设备、模拟量的生成板块、离散量的采集板块还有调理板块以及数据显示等板块（如图1所示）。

图1 某航空计算机自动测试系统构建

2 系统总体结构

该系统的整体结构主要包括了系统性的软件及硬件组成[5]（如图2所示）。

图2 系统整体结构示例图

2.1 系统硬件组成

当前国内外的自动测试系统通常采用PCI总线系统、GPIB系统还有VXI系统以及PXI系统基础之上构建测试平台，具体的系统硬件外观（如图3所示）。PXI系统主要的功能特性，高效结合了PCI的电气总线特征体现，以及CompactPCI所具备的模块分化型以及坚固性，还有Eurocard的机械性分装特性，在此种系统使用过程中可以较为有效的增强多个定时性的总线功能、在每一相邻的功能版块之间，实现了局部性的测试用户功能需求[6]（如图4所示）。

图3 系统硬件外观

2.2 系统性硬件测试平台

在该测试平台中主要包括了6大功能版块：①机箱版块该版块主要的功能通过利用PXI-1044来有效的实现了交流供电功能，该功能作用可以基于编程的主要出发路由，来设置内部的参考时钟抖动低于＜5 ps，将整体的工作温度扩展至0～55℃之间[7]。②控制器版块在该功能版块中通过利用双核处理器以及内存、硬盘还有USB接口还有视频的主要借口，从而有效的实现PXI的总线功能使用。③模拟量信号源仿真模块通过在该板块中设置模拟输出卡以及电压输出、以及电流输出的具体范围。④离散信号源仿真版块在该板块中主要采取的是高密度性通用单刀单制开关卡，以及独立性的继电器还有可软件的编程，所通过的最大化电压设置为100 V/10 V之间[8]。⑤离散量采集模块该模块采用工业化数字I/O卡，在48路的通道期间，有效的输入隔离漏极以及源极，存在了一定的变化性检测和可编程输入性滤波器功能。⑥总线通讯版块在该板块中主要包括了总线、板卡还有标准的串口以及独立通道8个，此外还有独立存在的通道2个以及额外附带的冗余通道2个[9]。

2.3 系统电路调整设计组成

图4 测试系统硬件结构框图

通过依照当前航空机电测试工作开展对于系统化电路的需求，通过在离散量的主要采集模块中，不仅需要针对当前的航空计算机输出信号完成相应的电平检测，同时还需要针对具体的信号输出电流，来达到一定的调整措施进行电路的整体设计完善[10]。通过针对当前的输出信号完成一定的光电隔离，有效的隔离了计算机设备以及测试系统，进而经由限幅性电路来有效的完成相应的变化，与此同时通过给予负载量的供测电信号完成相对应的电流数值变更，那么整体的系统性电路调整整体设计（如图5所示）。

图5 系统电路调整示例图

3 系统性软件测试组成

通过基于LabVIEW的航空机电计算机测试系统软件设计内容版块如下。

3.1 软件功能版块组成

软件系统通过采用了自上而下的系统性功能使用设计思想，在具体的软件功能设计中应用了几大版块化功能[11]。那么在该软件的系统性软件功能组成方面，则主要涵盖了用户登录该软件、软件系统自我维检以及初始化功能、对该系统性软件实现相应的参数配置、测试还有数据分析，以及数据分析之后相应的浏览性信息得出等内容（如图6所示）。

图6 系统性软件组成框架图

在该系统的软件组成中，软件系统主要采用的是自上而下的系统性功能设计思想，通过应用该板块的总体设计方法[12]。具体包括了如下版块功能（如图7所示）：①通过为了有效保障软件的系统性功能使用安全，为用户登录该软件设计了主要的功能性登录版块，并且设置了相应的用户使用权限，主要将其分为管理员以及普通话用户的管理使用权限。②该软件通过使用自检和初始化版块，来有效的实现该系统在启动之后，经由自检性函数有效的完成硬件的测检，包括软件中的初始化功能得到相应的缺省值功能化使用，主要实现了软件的功能检测板卡以及相应的连接可靠性。③测试参数配置版块该功能版块主要包括了具体的配置文件读取，以及具体的测试化选项性操作。配置文件通过选用.txt的文件得以保存，主要包含了较多的测试参数。④具体的测试版块，主要的功能性版块包括了模拟信号量的信号源仿真版块，以及离散量的信号源仿真版块，还有离散量的具体采集版块以及总体的通讯测试版块。模拟量的主要信号源仿真版块以及离散量的具体信号源仿真版块，通过被测的计算机设备，来有效的完成相应的离散信号模拟，并且有效的经由RS232来完成总线数据的读取[13]。离散量的数据采集版块通过经由计算机，来有效的完成相应的输出信号测量，并且通过依照测量所得的结果来有效的实现了测量结果的传输。在总线的通讯版块有效的实现了自动化测试系统及被测试计算机设备所主要构成的功能。⑤该板块主要包括了对于所测试的相应数据具体的期望数值，对该数值进行有效的测量评定，之后得出相应的故障诊断结论（如图7所示）。

图7 系统软件测试框图

该系统软件测试（如图8所示）。在应用该系统软件测试的具体工作实现流程（如图9所示）。

图8 软件测试界面示意图

图9 系统软件工作流程示意图

3.2 系统软件设计中关键技术体现

在基于LabVIEW的航空机电计算机测试系统中，主要的自动化软件测试功能实现了多样化的功能需求，其中包括了数值I/O，模拟I/O还有相应的总线通讯信号系统功能，并且在每一类信号都有较多的体现，除去在上述文中所提出的硬件系统的功能化需求满足之外，软件的使用也需要一定的技术得以优化控制[14]。在基于LabVIEW的航空机电计算机测试系统中，主要的系统状态结构组成就是，一个whileu所完成的循环性case结构组成。该循环系统通过有效的保障了该状态及设备的连续性运行。在该结构中所有效的实现了分支结构的整体系统状态一一对应。那么case结构的整体结构信息变量就相对应系统的主要事件流程。

在该系统中所主要采用的是队列性的设备机型。通过将所需要执行的相应程序来有效的完成队列性的程序处理排队，将相对应的一系列形态完成相应的形态处理，之后经由缓存性的队列形态与之对应，有效的控制了整体的程序转换。一旦运行状态设备，那么就会有效的将相应的状态信息完成缓存删除。与此还依照具体的状态来为按成相应的事件存储[15]。状态机设备还应当有效的完成事件的添减，一旦相应的缓存状态名单都已经删除完成，那么状态机设备就会有效的完成Close State的系统关闭。一旦测试系统有所运行，那么就会将具体的测试项目完成诸多状态的分解，并且经过逐步的分解之后将其装入至相应的字符串矩阵之中，有效的经由多个模型状态完成程序执行[16]（如图10所示）。