基于数据采集卡的GCU地面测试系统的研制

杨鹏 杜颖琪 李静

摘 要： 本文介绍了集采集、控制和管理为一体的发电机控制器自动测试系统所需硬件平台，采用面向对象和测试化程序软件平台开发了自动测试系统软件。使测试系统性能可靠，操作智能化，可扩展性以及维护性强，保证飞机发电机控制器维修质量、提高维修效率有重要意义。

关键词： 发电机控制器；自动测试系统；数据采集

中图分类号：TM464 文献标识码：B

Development of Test System Used for the Generator Control Nuit Test on the Earth Based on Data Acquisition Board

Yang Peng， DU Ying-qi， LI Jing

（GuangZhou Civil Aviation College， Guangzhou 510403， China）

ABSTRACT：This article introduces the hardware system of automated test system which combines the data acquisition、control and management function. a software system is developed base the Microsoft Visual C++. And this automated test system is proved reliably、intelligently and easily-operated.

Keywords： Generator control unit， Automated test system，Data acquisition

0前言

飞机发电机控制器（GCU）测试系统是用来对发电机控制器进行地面测试的自动测试系统。与一般自動测试设备一样，通过相应硬件电路和软件把大量故障进行模拟，输入到发电机控制器（GCU）后，再将这些故障产生的激励以及相应故障代码通过数据采集卡引入计算机进行分析处理，得出发电机控制器故障位置、故障检测率和故障隔离率，使故障得以及时隔离和处理，提高系统工作可靠性.

1 GCU测试系统方案设计

GCU检测信号主要是飞机交流发电机调节点电压、频率值和电流互感器输出电流值，以及一些高低电平形式开关量。在对GCU进行测试时，需要功率信号源模拟飞机交流供电系统可能出现正常和非正常供电情况，包括过压、欠压、过频、欠频、过流、电流不对称、相序等模拟量和断路SRD、驱动显示、RTL、点火开关状态等开关数字量。测试系统具体原理框图如下图1-1示。

测控计算机是系统控制核心，控制两组信号源输出模拟正常和非正常信号，同时配置数据采集卡及硬件电路对输入GCU几路模拟电压、电流、频率信号以及开关量和GCU输出开关量脉冲延迟时间等值进行采集分析。

2 GCU测试系统硬件设计

GCU测试系统硬件主要由可控信号源、数据采集和通信线路三部分组成。可控信号源用于模拟产生检测GCU是否正常工作的故障和非故障信号，包括过压、欠压、稳压器失效、过频、欠频、差动保护、不平衡相电流、过流等信号产生以及短路旋转二极管SRD、驱动显示、欠速、点火开关等数字开关量产生；数据采集部分一方面将可控信号源部分产生模拟和数字信号采集进入PC机，通过后台软件使信号源输出值保持在要求范围内，便于PC机对信号源监控；另一方面将GCU输出开关量值经由数据采集卡采集进入PC机；通信线路部分主要实现PC机对可控电源控制和与GCUNVM之间通信。

2.1信号源主控电路设计[1]

信号源主电路结构采用交-直-交变换方式。电路原理图如图2-1示.

电压和频率设定是由PC机向P89V51单片机发送命令来完成的，经单片机进行电压或频率信号判断，再将数据送入SA4828相应控制寄存器。电路中SA4828与ADC0809共用单片机P0口进行数据传递，主控电路通过单片机P1.0口控制ADC0809和SA4828的分时使能。

2.2整流滤波电路设计

信号源要求输出容量为500VA，单相输入整流后母线电压不高，这样可以采用单相输入整流。同时后级逆变电路采用SPWM控制，可方便地进行幅值和频率调节，采用全波不控整流可以使输入端功率因数得到一定改善、高次谐波对电网影响会得到减小[2]。其整流滤波电路结构如图2-2示。

2.3 RS-232与P89V51通信电路设计

为能够实现同单片机连接，必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进行电平和逻辑关系变换[3]。本系统选用MAX232芯片完成TTL←→EIA双向电平转换，如图2-3示。

3 GCU测试系统软件设计

在GCU测试系统中，测控计算机主要在软件系统支持下实现对可控信号源控制、测试参数采集等。本测试系统所选择Windows 2000为操作系统，以Microsoft Visual C++ 作为软件开发环境[4][5]。

3.1下位机软件设计

由于下位机有两台，通信内容各不相同，所以需要多机通信技术。本系统采用通信方式2，以中断方式接收。单台下位机P89V51通信流程图如下图3-1示.

4结论

GCU测试系统是以程控PC机为核心的自动测试系统，通过硬件和软件结合，实现了参数模拟、数据采集、数据分析、结果保存、报告生成与打印等功能，具有精度高、控制简单、扩展方便等优点.以过压检测为例得到如图4-1示数据采集界面.

参考文献

[1] 李静，机载电气设备地面测试用功率信号源的研制，西安：西北工业大学硕士论文，2006.

[2] 李爱文，张承慧，现代逆变技术及应用，北京：科学出版社，2000.

[3] （美）斯皮策（Spitzer，Cary R.），数字式航空电子系统，北京：航空工业出版社，1992.2.

[4] 何立力，基于PCI接口的ARINC629数据通信卡的开发，西安：西北工业大学硕士论文，2006.

[5]梁普选，Visual C++程序设计与实践，北京：清华大学出版社，2005.8.