飞机飞控集成测试关键技术研究

摘  要：该文立足于飞机飞控系统的集成测试需求，利用软硬件动态配置、虚拟设备、数据库技术等方式，设计出灵活性较强、兼容性较高的通用飞控系统测试平台，并对该测试平台的构成、工作原理进行介绍，对数据采集技术、ICD数据管理技术、EICAS画面仿真技术、加载台设计等关键技术进行分析和研究。

关键词：飞机飞控;集成测试;ICD

中图分类号：V249              文献标志码：A

0 引言

该文根据飞机飞控原理与外接口关系，借助虚拟仪器设计出飞控集成测试平台，在该平台中利用网络控制技术进行测试，为飞控系统中的全体部件赋予自动、手动测试、故障注入、故障分析等测试功能。同时，利用软硬件动态配置技术，使机载设备与接口出现异常时，能够与测试变化扩展需求相互适应。

1 飞机飞控集成测试平台工作原理

该测试平台具有飞机系统安装、连接、加载、测试等功能，主要包括测试系统、全套试验器、配平加载台、杆力杆位移测试系统等内容。飞控系统中的各个部件均经过试验器与平台相连接，在全套试验器中，分配单元与信号转接实现系统连接，各部件根据飞机实际接线关系进行连接，为系统测试中的人工检测、控制、状态检测等提供便利。另外，飞控测试需要得到监控总线信号、系统试验器的支持，将系统试验器与PXI功能板卡相结合，通过计算机完成对信号的监控与激励。在系统检测中，测试平台还可完成加载台与实验台中部件固定、部件配平、舵机配平等工作。

通过对该测试平台的应用，能够对飞控系统型号进行检查，由于不同飞控系统在部件构成、连接方法、部件类型等方面均存在差异，因此可发挥该测试平台的作用，借助全套试验器发掘飞控系统型号差异，使多样化飞控系统均可采用相应的试验器完成信号接口适配、连接、配电等工作，使该系统能够在实验平台下完成测试与实验。在飞控系统检测过程中，由实验平台给各个飞控系统部件提供电能，平台对各类飞控零件状态进行检查，在确保工作情况正常的基础上，发挥激励单元在控制增稳、模拟航电等方面的作用，与仿真激励信号相结合，共同为各个飞控操纵台加载信号，并在此过程中，根据加载情况通过手柄对飞控工作状态进行设置，使该系统进入工作模式，测试平台对飞控系统中的数据信息进行采集，经过ICD解析后将其输出到测试平台软件层面，这时测试人员便可通过EFIS/EICAS仿真界面对飞控系统工作状态进行检验，也可利用测试软件对各项测试结论进行分析，并将最终的测试结果存储到数据库之中。

2 飞机飞控集成测试关键技术分析

2.1 数据采集技术

飞机飞控系统集成测试的重要基础便是数据采集技术，在数据采集后便可对飞机飞行情况进行科学合理地预测与诊断，提高飞机飞行效率、延长飞机使用寿命。因此，精准采集飞机各个部件的运行状态十分重要。在科技飞速发展的背景下，起落架系統、液压系统、新型传感器等新技术、新设备广泛应用到飞机飞控集成系统之中，为传统机载系统的更新换代提供了技术支持。另外，还有远距离无线传感器、光纤传感器、超声波传感器等均可应用于飞机结构外部，对待测部件以非接触的形式进行监测。机载数据采集需要确保系统的成熟可靠，具有较强的抗干扰性，使数据采集与时间同步，还要考虑到工作环境、测量条件等因素的影响，经过综合分析后，获取最为精准的测试信息。

2.2 ICD数据管理技术

ICD是指航空电子接口控制文件，对设备之间信息传输的数据格式进行测试与分析。由于航空电子设备类型众多、数量较大，因此ICD也十分庞杂，在一定程度上加大了查询与使用的难度。因此，可采用数据库对ICD中的信息进行存储，并建立ICD管理软件，对存储的数据信息进行管理，对各类记载电子设备进行定义。在数据库中，应与平台硬件相结合，在录入相应ICD以后，测试平台可通过数据库访问将ICD相关信息调出，完成数据解析与重组工作，对ICD进行规范管理。在该文设计的ICD数据库中，采用3层访问方式，包括客户端、数据库以及二者之间的应用服务，客户端无权进行直接操作。因此，客户端无须对数据库的分布情况进行了解，更无须将数据库相关信息发布到客户端中，进而在很大程度使数据信息的安全性得到显著提升。

2.3 EICAS画面仿真技术

在系统测试过程中，需要对EFIS、EICAS显示屏、PFD界面进行仿真，以图形的形式将故障界面、ADI界面、HIS界面进行展示，支持EICAS与EFIS画面的分屏展示，且可对画面中的参数信息进行更换，在手柄操作下，在HIS界面中显示出飞机的航向、姿态等相关信息;在EICAS中显示不同角度，角度分辨率为0.1°，将杆力测试分辨率设置为0.001 V，离散量设置为0.1 V。

在EICAS画面仿真中，使用的是埃斯特尔公司开发的SCADE Display软件进行设计与仿真，且该仿真界面具有较强的独立性，采用VS2010工具实现数据处理与开发，使与仿真界面完成对接。在对其进行设计与模块化处理的过程中，将仿真界面与数据处理分割开来，借助数据映射表实现数据交互，从而提高软件架构的稳定性与可靠性，具体如下。

（1）映射表，将2个模块数据进行交互，通过更改映射表，对2个模板间的映射关系进行更改，为技术人员的查询工作提供便利，使系统更具可配置能力。

（2）仿真显示模块，借助SCADE Display软件进行开发，对接口进行处理使其统一，存储到映射表中，为数据模块交互提供便利。

（3）数据处理模块，对获取到的数据信息进行处理，发挥映射表的作用，实现数据处理与仿真界面中的信息交换。

2.4 加载台设计

在飞行飞控集成测试过程中，需要给各个配平电动机、舵机赋予一定力矩，模拟飞机在飞行中的空气动力，因此需要给飞控系统安装加载，给各个机器增加动力，此时采用力矩电机将可对加载方案进行直接驱动。该系统主要包括机械结构、传感器、加载控制装置等部分。

力矩负载模拟器属于电动伺服系统的一种，加载系统借助控制装置的力量生成驱动电压，对力矩电机进行驱动，电机在转轴磁粉离合器的作用下，将扭矩传感器、加载装置与舵机进行刚性连接，在离合器的作用下将负载传递到舵机之中，完成舵机负载模拟工作。与此同时，通过磁粉离合器将扭矩传感器中的数据导入，并用加载力矩值表示出来，在负载增加的情况下，电动机的转速将随之降低，此时输出力矩提高，可与负载保持平衡，在电机轴中安装测速装置，再设置控制器，由测速装置输出电压，与控制器中的电压数值进行对比，以此来改变电机中的电压，使电机能够处于稳定运行状态，具有较强的过载力、低转速、高速响应、力矩波动小等特点。电动加载机构主要包括滑台基板与加载通道，其中加载组建通过高精度导向对基板进行定位，舵机安装座也可借助导向键的作用与滑台基板连接起来，这样便可使力矩输出轴与舵轴的中心相同，并在滑台基板中设置T型槽，为多种尺寸舵机安装提供便利，使加载通道得到广泛应用。

3 结论

综上所述，该文研究的飞控集成测试平台采用先进的模块化、标准化测试技术，具有结构合理、自动化程度高、功能健全、适应力强等特征，能够符合多种类型飞机的生产与研制测试要求，是一套可靠性高、实用性强、使用方便快捷、维护简单具有较强测试效果的测试平台，能够为我国航空事业做出更大贡献。

参考文献

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