分布式計算機技術在飛機非標測控設備中的應用

摘 要本文在總結(jié)和分析分布式計算機技術和系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎上，對分布式計算機技術在飛機非標測控設備中的應用進行分析，將蘇-27戰(zhàn)斗機控雷達天線系統(tǒng)中各個部件的測試和研究作為對象。從實際應用中論述了計算機測控系統(tǒng)的實現(xiàn)，提出了一種符合飛機非標測控設備的解決方案，具有低成本、易于操作等特點，希望本文的分析可以給分布式計算機技術在飛機非標測控設備中的應用提供參考。

【關鍵詞】飛機維修 非標測控方案 分布式系統(tǒng) 系統(tǒng)集成

隨著空軍新機型的發(fā)展，設備壽命檢測時間不斷延長，增加了維修作業(yè)量。為了在大規(guī)模工作中，順利進展維修工作，必須及時尋找一種新技術，主要解決專用測試儀器和非標測控設備存在的問題。

1 構(gòu)建分布式測控系統(tǒng)模型

分布式測控系統(tǒng)主要由計算機系測控系統(tǒng)和分布式測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型、分布式測控系統(tǒng)實現(xiàn)模式等四部分組成。可以由很多臺計算機或處理機器連接起來，每個處理單元具有自己獨立的處理和儲存器，通過信息交換實現(xiàn)共同目標。計算機硬件、分布式控制任務處理和編程語言是組成分布式測控系統(tǒng)的主要部分。實現(xiàn)分布式測控系統(tǒng)的時候，可以按照總體系統(tǒng)要求實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)協(xié)調(diào)，共同控制任務進展。分布式測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型有四種形式，

1.1 主從模式

主從處理機不會直接進行對象的測試和控制，主要進行系統(tǒng)指揮、進程控制和協(xié)調(diào)等任務，處理機完成對象的測試和控制等任務。

1.2 并行模式

這種模式和主從模式?jīng)]有關系，主要由很多臺處理機擔當并處理任務。處理任務的時候，通常將大任務劃分不若干個小任務，每臺處理機分別擔當并完成任務，任務性質(zhì)決定處理器性質(zhì)。

1.3 混合模式

此種模式是以上兩種模式的綜合，可以處理處理器不能完成的任務，具有高性能特大分布系統(tǒng)。

1.4 實現(xiàn)模式

保證模塊具有并行性、自治性、可用性和透明性等基本屬性。在實際應用中必須對測控對象要求、任務構(gòu)成和系統(tǒng)構(gòu)成成本以及開放研制周期等因進行考慮。

2 飛機火控雷達天線部件的特點和要求

飛機火控雷達天線部件是一種技術參數(shù)高的系統(tǒng)，可以在脫機狀態(tài)下進行，對修理工廠要求特別嚴格，必須滿足結(jié)構(gòu)性能協(xié)調(diào)好、數(shù)據(jù)庫容量大和控制度高等功能。

2.1 控制參數(shù)

第一速度控制參數(shù)。進行性能測試的時候，必須對直流電機施加速度控制參數(shù)進行控制，然后使用掃描移動等方式，實現(xiàn)掃描速度高、中、低等三個檔位的控制[2：46-49]。第二，方向控制參數(shù)。對天線移動速度控制的同時，還需要對天線方向位置、方位角俯仰角、傾斜角等進行控制。

2.2 反饋參數(shù)

反饋參數(shù)由位置反饋參數(shù)、速度反饋參數(shù)和極限反饋參數(shù)組成。為了保證天線方向位置精確，可以對編程器方位角、俯仰角和傾斜角等位置信號參數(shù)進行控制；為了精準控制俯仰、傾斜等、方位三個角度轉(zhuǎn)動速度，必須使用速度傳感器對轉(zhuǎn)動速度信號進行控制。除此之外，天線在極限位置的信號也應該得到反饋。

2.3 性能測試參數(shù)

（1）運動性能測試。分別進行高、中、低三擋的單自由度和全方位符合運動，檢測天線運動機的機械性能。

（2）靜態(tài)性能測試。對天線零件位置、機械磨損和間隙性能進行測試。

（3）極限位置性能測試。檢測極限位置能否達到出廠需求。

（4）信號性能測試。對天線轉(zhuǎn)動進行性控制的同時，還應該對接收位置參數(shù)進行測量，找出功率位置后，利用測試數(shù)據(jù)檢測天線能付符合出廠要求。

3 飛機防火控雷達天線部件性能測控系統(tǒng)解決方法

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式

主從結(jié)構(gòu)模式是火控雷達部件性能測控系統(tǒng)中比較常用的模式。

3.2 系統(tǒng)實現(xiàn)方式

將研華工業(yè)控制機作為工業(yè)主處理機，利用串口傳遞數(shù)據(jù)和信息，作為下位機功率測試儀工作，試下天線位置和功率測試值的協(xié)調(diào)。選用化光電子有限公司生產(chǎn)的可編程控制器作為編程能控制器，根據(jù)主處理機的指令和任務，分被對天線位置和運動進行控制，然后進行反饋參數(shù)配置，同時實時傳輸位置數(shù)據(jù)。可編程功率儀采用該公司配置的E4419B雙通道高性能編程功率儀，可以達到很高的頻率讀取參數(shù)，滿足雷達天線接受測試，并利用串口向處理器傳輸實時數(shù)據(jù)。

4 飛機火控雷達天線部件性能測控的解決

進行硬件配置的時候，必須按照系統(tǒng)功能及時解決軟件方案，保證軟件結(jié)構(gòu)模塊化。控制機是主處理機，進行下位機協(xié)調(diào)控制的同時，可以進行數(shù)據(jù)處理、查詢、打印和網(wǎng)絡傳輸，而且進行無人操作，必須對數(shù)據(jù)庫和軟件開發(fā)平臺進行選擇。

進行控制的時候，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶要求和習慣使用Windows98操作系統(tǒng)；還可以柑橘軟件功能，選擇變成語言；懸著數(shù)據(jù)庫的時候，可以根據(jù)數(shù)據(jù)容量選擇。可編程控制器是一種相對成熟的產(chǎn)品，編程語言非常的豐富而且人性化，包含梯形圖、指令助記符、布爾代數(shù)等多種類型。系統(tǒng)可以根據(jù)開發(fā)人員的習慣和PLC，選擇DirectSoft語言，并使用梯形圖進行編程。

可編程儀器標準命令和HP437B是可編程功率儀給用戶提供的語言，SCPI是功率出廠設置語言。由于系統(tǒng)采用了RA232通訊口，所以可以使用SCPI進行編程。頻率發(fā)生裝置和通用的INTEL51具有指令系統(tǒng)、功能單一和編程簡單等特點。

系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)之后，盡量使用編程可編程且較成熟的結(jié)構(gòu)，同時給每個處理單元一定的額編程語言，并配備自動檢測程序，完成系統(tǒng)集成之后，對系統(tǒng)測試程序進行考慮，快速判斷系統(tǒng)功能障礙。

5 結(jié)束語

分布式測控系統(tǒng)是目前使用最廣泛的實現(xiàn)方式，主要利用先進和成熟的編程儀器、設備和技術，實現(xiàn)系統(tǒng)模塊化，具有靈活集成、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短暫、可靠性高、方便維護和簡單操作等特點，優(yōu)化了方案，降低了維修成本，給專用測試設備鑒定了基礎。

參考文獻

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作者簡介

錢雅（1987-），浙江省嘉興市人。現(xiàn)為國防科學技術大學機電工程與自動化學院在讀碩士研究生。研究方向為測控技術與儀器。

作者單位

國防科學技術大學機電工程與自動化學院 湖南省長沙市 410073