控制艙測試系統及其BIT設計

程進　鄭步生　阿超

摘 要： 為改善當前導彈控制艙的測試狀況，設計了一種以PXI總線工控機為核心的控制艙測試系統，選用高精度的傳感器和調理電路對數據進行采集，利用CPLD對增量編碼器進行角度值的解算以及激勵信號的時序控制，配合Visual Studio平臺的監控軟件對數據進行分析處理輸出。并在測試系統架構的基礎上，充分利用CPLD的靈活性進行了環繞BIT設計，大大節省了硬件資源，完成了系統的機內檢測，保證了測試系統的可靠性，實現了一個高精度、高效率、低誤差的控制艙測試系統。

關鍵詞： 工控機； 測試系統； CPLD； 機內檢測

中圖分類號： TN06?34； TP206 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）05?0043?03

Design of control cabin testing system and its built?in test

CHENG Jin1， ZHENG Bu?sheng1， A Chao2

（1. College of Electronic Information Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing 210016， China；

2. Nanjing LES Information Technology Co.， Ltd.， Nanjing 210007， China）

Abstract： In order to improve the current testing status of the missile control cabin， a kind of control cabin testing system taking PXI bus industrial computer as its core was designed. In this system， high precision sensor and signal conditioning circuit is used for data acquisition， and CPLD is used to execute the angle value resolving of incremental encoder and the time?sequence control of the exciting signal， which cooperate with the monitoring software on Visual Studio platform to carry out data analysis and processing. On the basis of the testing system architecture， the circle built?in test design makes full use of the flexibility of CPLD， which greatly saves the resources of hardware. The circle built?in test of the system was achieved， which improved the reliability of testing system. The control cabin testing system with high precision， high efficiency and low error was realized.

Keywords： industrial computer； testing system； complex programmable logic device； built?in test

0 引 言

控制艙是導彈制導裝置的重要組成部分，高性能的控制艙可以大大提升命中率，提高使用效率，亦可降低打擊成本[1]。導彈控制艙測試系統旨在測試驗證控制艙設計狀態的正確性，實現高精度、高效率、低誤差的性能評估。而對于復雜的自動測試系統，為確保其可靠性和可測性，通常使用嵌入式的內置測試的方法（Built?in Test，BIT），完成整機內部狀態的自檢和監控[2]。

BIT技術是指一個系統或設備依靠自己專用的一些自我測試電路和自檢測軟件，完成系統或設備內部裝置或電路的工作參數檢測和故障診斷模塊[3?4]，現今已在軍民領域測試性設計中大量開展應用。

1 控制艙測試系統設計

在控制艙測試系統中，采用了以PXI工業控制計算機為核心的解決方案[5]。選用高精度的各類傳感器與相應的調理電路進行前端處理，選用基于PXI總線的高性能數據采集卡實現數據采集，配合基于Windows平臺的Visual Studio環境下開發的監控軟件對數據進行分析、處理和輸出。在測試全過程中，加以性能穩定可靠的I/O模塊進行各項測試任務的啟動控制以及相關激勵信號的輸出。真正實現測試的高精度、高效率、低誤差，大大改善目前的測試狀況。

1.1 測試系統總體構成

控制艙測試系統組成主要包括PXI工業控制計算機、基于PXI總線的各類板卡和電控外置電路。系統的各種測試功能通過工業控制計算機系統上的相關軟件實現，測試系統框圖如圖1所示。

工業控制計算機與電控系統之間的接口采用PXI總線實現，這種緊湊型的總線結構可將在工控機機箱內的各種電路板卡緊密地連接在一起，使計算機系統、電控系統的電磁兼容性得到改善[6?7]。A/D采集卡、D/A轉換卡、I/O接口卡、CAN通信卡以及主板卡通過PXI總線實現互連，各板卡與電控外置電路配合，共同完成整個控制艙的測試內容。為了能夠真實地反映控制艙的工作性能，在電控外置電路中選用了高精度的氣壓傳感器、氣體流量傳感器和高性能的增量編碼器，配合信號調理電路、地面功放電路、電激活電路、CPLD電路，統一由工業控制計算機端上位機軟件控制、計算，完成控制艙和帶翼舵機的性能測試。