军用飞机通用ATS体系结构研究Word下载.docx
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摘要:
国内军用琶机自动检测设备存在着一系列的问题,发展新一代通用自动测试系统(S)十分必要,对通用ATS体系结构 AT
进行了研究。
首先提出通用ATS设计需遵循的原则,然后通过对通用AS系统内各种接V的划分和描述,论述了通用A TITs的体系结
构特征,确立了系统整体构架,并详细介绍了通用ATS的硬件结构、测试资源描述和软件结构,最后,对新型通用ATS体系结构的 特点进行了总结。
关键词:
自动测试系统;
体系结构;
硬件结构;
软件结构;
测试资源描述
Stdy0 er u fGnealPurs uoae s ytm cietr poeAtmtdTetSseArhtcueofMiiayAicaf ltr rrt
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(.PBo 26,Bin 006,Chn 1O x93eig107iia;
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Abtatsrc.Theeaeasre fprblmso uoae eteupmeto itr icatoii csayt eeopanw—syeg—r r eiso oe fatmtdts qin fmlayarrf,s tsneesr odvl ei tl e nra upeaomae etsse(e lpros uttdts ytmATS).Th rhtcueo h nea ups eacietr ftegerlproeATSi eerhe srsacd.Th rniei eee hc epicpl sprsntdwihsul eflhodb olowe ndsgn.Theacietecaatrsiso eea uroeATSaedicsdb opatntadtevreiso ndi ei rhtcur hrceitc fgnrlpps r suse ycm rme n h aite fi trae fteATSisdercso h nie.t hewhoefawokofssei salsd,t rwaeactcurl rmer ytm setbihehehadr rhiete,sfwaeactcur n es eotr rhieteadt tr sredecito r nrdue.Fialouc srpinaeitocdnly,as ummayo hecaatrsi ftenw—tegeea ros r ft hrceitcso h e—syl nrlpupeATSactcur sma. rhietei de Ke ywors:
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1开发新型通用ATS的必要性
自动测试系统(ATS—atmae etsse)是飞机机 uotdtsytm
飞机机上自检还不具备将故障隔离到外场可更换单元LU的 R能力,以外场维修、排故对检测设备的依赖性更大。
所 在内场检测设备方面,由于LRU测试性设计不够完善, 也考虑到专业分工的需要,我军内场仪器的综合化程度还不 够,没有达到国外一台ATE包打天下的水平。
()保障设备体积大、综合化和标准化程度差的局面急需 3改变:
目前,我军的地面保障设备普遍存在着设备陈旧、数 量和种类多、体积大、缺少标准化和综合化,使作战部队的机 动性能差、保障能力低,严重影响了部队的应急作战能力。
例如歼x飞机火控系统的二线检测设备仅计算机就需要3 O台,一个现役战斗机团的维修和保障设备重达6~9 ,体积 O0t
为30~40m 00 ,飞机转场时,需要用近2O节车皮来运载。
载设备进行维修检测必不可少设备,广泛用于飞机的各级维
修工作中。
目前,我军的地面保障设备普遍存在的问题如下:
()测试设备的设计思想还有差距,缺乏统一的规划:
长 1期以来,由于检测设备的重要性没有得到充分的认识以及缺 乏统一的发展规划,致使为数众多的检测设备严重滞后于装备 的发展,检测设备的标准化、系列化和通用化将无法实现。
即使勉强完成了检测设备的研制配套,也是问题很多,装备 部队后适用性差,存在不好用、不管用甚至是不能用、用不着
的情况。
()维修装备配套体系研究尚待加强:
在外场检测方面,2 国外发达国家,由于飞机测试性设计水平较高,外场维护主要 通过BT(uli s)检测设备故障,为了弥补BT等嵌 IBi nTettI入式诊断能力的不足,借助便携式维修辅助工具PMA(e—Pr snlitnneAsiatoaMaeac stn)来扩大诊断能力,执行BT等诊 nsI断能力不能完成的诊断,保证10检测出故障。
因此,其外 0 场维修检测设备非常简单。
而我国的情况与发达国家不同,国产二代机几乎没有机上
由上述分析可见,通用ATS体系结构的研究显得极为急 迫,不但关系到我国军用设备的可持续发展,而且是制约我 军在未来军事斗争能否充分发挥战斗力的关键。
2通用ATS体系结构研究
通用ATS是一种功能齐备,适应范围广,二次开发容易, 升级扩展方便的平台系统,主要用于组建机载设备二、三级 维修所需的A。
通用ATS的设计应遵循如下原则:
TS ()采用商业上成熟的技术、标准和产品,降低整个 1
ATS的费用;
自检能力,没有留出专用检测接口:
不借助地面检测设备,
()ATS的结构是通用的、开放的和标准的,软件系统 2
收稿日期:
040—2;
修回日期:
040—2。
20—8620—91
可重构、可扩充/减;
裁
作者简介:
张列刚(99,,建人,级工程师,15一)男福高主要从事武
器装备通用ATS的研究和开发。
()软件升级组件可重用、测试程序集(etPorm 3Tsrga
Ste,简称TP)可移植,仪器具有可互换性,能不断满足新 S
第4期 的测试功能和技术的需求;
张列刚,等:
军用飞机通用ATS体系结构研究 以堆叠和相对固定,结构形式灵活,但由于实现空间较小及环 境要求高(温度、振动等)如,对设备的安装、结构强度及电 缆设计都要求较高。
()采用一体化的综合故障诊断技术,以提高测试质量。
4
21组成与结构 .
从测试的角度看,通用ATS可分成自动测试设备(ATE
—
atmae eteupn,简称)、被测单元UUT(ntnotdtsqimet ui
udrts)ne et,它们之间在电气和机械上通过测试适配器(TuA
ts ntaatretidpo)连接,其内部实际上是通过测试信号的流 u
A
T
动实现的。
从测试信号和接口界面的角度,通用ATS可以分
为ATE、测试程序集(SetpormstTP—ts rga e)和测试环境描 述(TE—tsevrnn ecitn3个部分。
其中,Detnimetdsri) opo
E
图1通用ATS结构示意图
ATE包括测试控制计算机、测试资源、测试软件环境(主要
包括操作系统、仪器驱动程序、IO软件、测试程序开发环 /境)等_,是完成AT2 S测试功能的主要部分,是实现测试功 能的主要物理基础;
TPS包括测试程序(TP—tspo etr— ga、TUA及uUT等,与uUT的测试特性密切相关,具 rm)
图2某通用ATS仪器资源配置示意图
有相对的独立性;
测试环境描述部分包括测试资源描述( RD
美国海军在其Cs系统中主要采用的是机柜形式,主要 AS
rsuc ecitn、适配器描述(eoredsri)poAD—aat eci—dpordsrp
用于修理基地和舰船上,随着其执行任务特点的变化,对设
备的移动能力有了更高的要求,在其最新的RTCAsS系统上, 均采用了组装箱方式,以适应任务需要。
222仪器资源配置 ..通用ATS的仪器资源配置是比较灵活的,通用ATS体系
tn及系统配置描述(D—cniuedsrtni)oCo{r ecii)等,是对 gpoATS内部各种界面联系关系的描述,通过测试环境描述可以 将测试设备与被测对象联系起来,在ATS的测试实现上起着
非常重要的作用。
将ATS划分成这三个部分考虑了这几个部分之间在实现 上的相对独立性及其内部的联系。
除了TUA在物理上把
ATE和UUT联系起来之外,其它的联系都通过TE体现,D 这种描述是系统内在联系的刻画,分层描述系统内部各要素
结构支持通过仪器资源的裁剪和重新配置实现不同的硬件测
试平台,以满足不同测试的需要。
航空电子设备种类繁多,如飞机发动机控制设备、火力控
制系统、飞行控制系统、通讯导航系统、仪表电气系统等,其 信号范围不仅覆盖了低频、射频和微波,同时还包括非电量,
之间的关系。
这种划分方法使得ATs的具体实现具有很大的 灵活性。
图1即是通用ATS的组成结构图。
22硬件配置 .
如气压信号等。
对通用AS的仪器资源配置提出了很高的要 T求。
通用ATS仪器资源可以按功能进行分类(如表1所示) 。
表1仪器资源功能分类表 序号 能类别 功1 电源 资 源
航空电子设备根据测试需求的不同可以有多种实现方式,主
要有两方面的不同配置,一是外形结构形式,二是仪器资源配
置。
灵活的配置形式可以使通用As适应多种使用环境下的不 T同测试需要,同时又不破坏系统结构,仍然保持系统的整体一致
性。
程控直流电源、程控交流电源、不可编程直流电源 等
221外形结构 ..
2模拟资源 程控增益放大器、电流源、程控函数放大器、程控 电子负载、同步/解调模块、DA模块等 /
通用ATs外形结构的实现主要根据设备的使用场合和机 动要求而定,一般有组装箱和机柜两种形式。
对于固定使用环境下的测试场合,如在厂房内或在修理厂 环境中,测试设备位置相对固定,一般不移动,采取机柜形式 比较方便,在结构实现上比较容易,也易于设备本身的维护。
3测量资源 数字万用表、通用计数器、信号调理模块、数字示 波器、数字化仪等 4 数字量测量 MIL一15B模块、ARI 253NC49模块、RS3/2/2242 45模块、数字I0模块等 8/5开关系统 通用开关、开关矩阵、微波开关、射频开关、多路
开关等
对于部队要求提供机动保障能力的综合测试设备,宜采用组装
箱的方式。
这种方式采用模块化的箱体结构,各箱体之间可
6气动功能 动静压压力产生器
7
无线电 频谱分析仪、微波信号发生器、功率计、综合仪等
38 4 ?
计算机测量与控制
第4期
通用ATS结构的实现中,通用接口隔离了各硬件组成部 分,使各部分之间具有一定的相互独立性,使系统由紧密耦 合变为松散耦合,提高了ATS设计的灵活性,使ATS具有组 成上的结构化和模块化特性,增强了ATS移植和升级能力。
在保证接口一致性的前提下,系统各部分的不同实现形式不 会影响系统功能的实现。
也就是说,在更换或调整某一部分的 具体实现的情况下,整个ATS的测试功能并不受影响。
同时通用ATS采用统一的硬件系统集成技术,使众多的激励 资源、测量资源、开关资源、电源资源组成一个有机整体,从 而解决了AE开发过程中的系统集成问题:
包括通用仪器之间、T 通用仪器与信号转接机构之间的安全、可靠、规范化的连接,信 号路径对信号的影响及信号补偿,系统的电磁兼容性等。
23测试环境描述 .
meto s otr)已成为目前测试程序开发的主流工 n rTetSffwae
具。
ITS通过定义良好的内部接口结构,有效的将被测对 DE象、系统实现、软件开发等部分区分开来,并由此形成一个统
一
的测试程序开发框架。
ITS技术在国际军、民航电子设备测试领域已得到广 DE
泛的应用。
用于B377测试的RADAR公司的SARTCM AT
测试系统,采用了在DOs操作系统下专门开发的测试程序和
运行平台;
用于B5/67777飞机测试BOEI公司的ATSNG一 12系统,采用了在UNI8X操作系统下开发的ATS开发平台;
用于Clnols飞行控制系统测试的IS一70系统,采用了在 iT0
DOs操作系统下开发的ADATE开发平台;
用于A3O和 2
B777测试的ATC6系统,采用了UNIE X操作系统下开发的 SMART开发环境;
TY公司开发的PXAWS软件已广泛应用 在航空、航天、军事、自动化、计算机、电信、冶金、生物 等领域,在美国、欧洲、亚洲等世界各地都有广泛应用。
241虚拟仪器软件结构 ..根据测试信息流的流向,虚拟仪器的软件框架从低层到顶层,
测试环境描述提供了对测试系统各组成部分之间相互关系 的描述模型,完整地描述了ATE仪器内部及与UUT之间的 连接以及测试连接环境。
主要包括三个方面:
()测试资源描述(1RD):
提供ATE所有仪器设备资源 的描述,包括仪器的测试性能指标和操作方法,如信号特性
与端口操作能力。
每一个ATE资源都对应着唯一的一个R D,
包括四部分:
物理接口层,V A管理库、测试资源层、TPISs开 发层和测试环境层『。
如图6所示。
其中VIA库实质就是标准 5]S的IO函数库及其相关规范的总称『。
一般称这个IO函数库为 /6]/VSIA库,它驻留于计算机系统之中执行仪器总线的特殊功能,
是计算机与仪器之间的软件层连接,以实现对仪器的程控;
测试
这些资源既包括仪器资源也包括开关资源。
性能描述,如 电压测量范 围、精度、测 量端等
图3测试资源描述示意图
资源层是指完成对某一特定仪器控制与通信的软件程序集,它是
应用程序实现仪器控制的桥梁[;
应用软件层建立在仪器驱动程 7 序之上,直接面对操作用户,通过提
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