基于LabVIEW的飛機電氣綜合試驗管理系統(tǒng)設(shè)計

摘要：利用虛擬儀器軟件平臺LabVIEW 8．6開發(fā)一種飛機電氣綜合試驗自動管理系統(tǒng)操作平臺，用于測試飛機電氣各項性能指標(biāo)的重要試驗環(huán)境。在詳細(xì)介紹該系統(tǒng)各組成部分的基礎(chǔ)上，重點分析了試驗自動管理系統(tǒng)的組成與功能。試驗自動管理系統(tǒng)通過高速以太網(wǎng)實現(xiàn)與各試驗子設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，以達(dá)到對各子系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制和試驗結(jié)果的上傳。所設(shè)計的操作系統(tǒng)可針對不同的子系統(tǒng)來配置相應(yīng)的控制操作命令，并實現(xiàn)對操作命令的保存、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)的動作。經(jīng)實際運行測試，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，人機交互界面良好，操作簡便，自動化程度較高。
關(guān)鍵詞：LabVIEW；綜合試驗管理系統(tǒng)；高速以太網(wǎng)；操作命令

飛機供電系統(tǒng)是現(xiàn)代飛機的一個重要組成部分，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完整系統(tǒng)，它的作用是向飛機上所有用電設(shè)備提供電能，以保證飛機的安全飛行和完成運輸或作戰(zhàn)任務(wù)。針對于飛機供電系統(tǒng)的地面測試試驗對研究其性能和功能有著重要意義，傳統(tǒng)的飛機測試試驗主要采取試驗人員手動逐項操作完成或者測試系統(tǒng)軟件按照既定的測試步驟進(jìn)行特定項目的測試試驗，試驗項目有限，試驗周期長，比較適合飛機定型后的檢測、維護(hù)試驗。針對這一情況，為了縮短設(shè)計階段的試驗周期，使試驗過程標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格統(tǒng)一，試驗項目盡可能完備，提高試驗效率和精度，提出為飛機供電控制管理系統(tǒng)的綜合試驗，設(shè)計、開發(fā)一套試驗自動化管理系統(tǒng)，用以測試電網(wǎng)的協(xié)調(diào)能力和轉(zhuǎn)換時間。
針對試驗測試領(lǐng)域的特殊測試要求，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、功能最強的圖形化軟件開發(fā)集成環(huán)境。它結(jié)合了簡單易用的圖形化開發(fā)方式和靈活強大的編程語言，提供一個直覺性環(huán)境，并通過與測量硬件的密切結(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 整個系統(tǒng)組成
整個綜合試驗管理系統(tǒng)組成如圖1所示。圖中所示的試驗系統(tǒng)主要由綜合試驗自動管理系統(tǒng)、各個子系統(tǒng)、交流電源和試驗負(fù)載組成。其中，子系統(tǒng)包括故障注入系統(tǒng)、試驗?zāi)Ｐ?、試驗信號分析系統(tǒng)、終端1、終端2、終端3以及終端4。綜合試驗管理系統(tǒng)將按照各個子系統(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)的動作，并將執(zhí)行后的結(jié)果通過以太網(wǎng)反饋至綜合試驗自動管理系統(tǒng)，用以對各子系統(tǒng)的試驗結(jié)果進(jìn)行綜合處理與分析。

1．2 綜合試驗管理系統(tǒng)組成
實現(xiàn)系統(tǒng)中各終端、試驗項目／流程的配置管理、試驗任務(wù)的生成、實施和控制，根據(jù)試驗任務(wù)向各終端發(fā)送遠(yuǎn)程控制指令，采集試驗結(jié)果數(shù)據(jù)，控制試驗流程，提供人機交互界面。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，完成對試驗網(wǎng)絡(luò)各終端設(shè)備的試驗項目配置管理，并完成系統(tǒng)典型試驗流程的配置管理；按照配置好的試驗流程，通過試驗現(xiàn)場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；完成試驗結(jié)果的記錄和一致性比對，形成試驗報告；提供手動和自動兩種工作模式，完成對試驗的控制；試驗前完成試驗系統(tǒng)的自檢測。

2 綜合試驗管理系統(tǒng)設(shè)計
該系統(tǒng)軟件采用NI公司的LabVIEW 8．6作為開發(fā)平臺。LabVIEW具有內(nèi)置的圖形用戶界面，操作直觀，使用簡便，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，能夠充分實現(xiàn)操作靈活，功能強大和用戶界面友好的設(shè)計要求。綜合試驗自動管理系統(tǒng)計算機采用研華ACP-4320工控機，主要完成對試驗的監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)記錄和顯示、試驗數(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。工控機選用數(shù)據(jù)采集卡、工業(yè)級數(shù)字I／O卡和用于進(jìn)行信號調(diào)理的各種功能模塊，負(fù)責(zé)系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)采集，人性化顯示、管理和控制，并將試驗數(shù)據(jù)和當(dāng)前試驗狀態(tài)返回到主控機。各終端設(shè)備對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行實時管理，并根據(jù)主控計算機下達(dá)的命令，完成數(shù)據(jù)采集和控制等特定功能，并將試驗數(shù)據(jù)和當(dāng)前試驗狀態(tài)返回到上位機。