航電電源控制保護器測試系統設計

王 琦

(中國人民解放軍93199部隊，哈爾濱 150001)

航電電源控制保護器測試系統設計

王 琦

(中國人民解放軍93199部隊，哈爾濱 150001)

航空電源保護器測試系統在硬件方面充分考慮到測量過程的可控性、穩定性和安全性，在軟件方面充分利用VC++等多種編程語言，可視化的控制平臺方便實用，操作簡便易行，并運用復雜的數據算法，使航空電源產品的質量得到可靠保證。

電源控制保護器；測試系統；硬件

航電系統中的電源控制保護器在飛機供電系統中一直都處于中心地位，它的主要作用是對飛機供電系統實施監控和保護，當飛機的供電系統發生欠壓、過壓、欠頻和過頻時，電源控制保護器就會保護供電系統，以提高飛行狀態的平穩、可靠和安全。

隨著航空事業與計算機應用技術的不斷發展，一些老舊過時的測試方法已經跟不上時代發展的潮流，更不能與現代的航空電源產品檢測技術的發展與應用相適應。其測試方法上主要存在的差距有：檢測的精度不高、檢測結果人為因素干擾過多、多次操作會有誤差積累，檢測結果與實際數值差距較大、檢測的工作效率不高，需要大量的人工操作來實現，致使檢測的時間較長、檢測檔案和數據庫的建立不完善、不能實現量化的生產管理與質量控制。

航空電源控制保護器能對航空供電系統測控和保護電路安全起到有效作用，如供電系統在工作時發生供電狀態不正常時，電源控制保護器就可以對電源系統起到整體保護作用，在很大程度上提高飛機飛行狀態下的安全系數。隨著國家科學技術和創新能力的發展，航空工業體系日益完備，傳統的檢測方法已經不能適應現在航空工業的發展要求，所以，航電電源控制保護器測試系統能完全實現自動化的測試功能，在測試過程中，根據計算機的固定程序進行自動測控，測試程序員只需對測試所應用的信息進行處理和設置，測試系統就會自動安排給定好所需要的測試內容以完成測試工作。由于測試自動化體系的建立，給測試人員帶來了極大的便利，同時降低了測試人員的勞動強度，還排除了一些人為因素的干擾，消除了許多測試中帶來的不利因素的影響，提高了航電電源控制系統的測試效率，使航空飛行變得越來越高效、安全。

航電電源控制保護器在出廠前必須經過嚴格的檢測，以確定它的性能是否符合要求和標準，這種產品特別容易受到外界環境因素的影響與干擾，這種影響與干擾是不易被科學儀器檢測出來的，但對其產生的影響可以用科學測試的方法正確判斷出來。

1 硬件系統的設計與組成

航空電源保護器測試系統在硬件設計上主要包括：主控計算機、電源模塊、控制系統單元模塊、非航空電子模擬監測處理系統模擬器及被檢測設備等，主控計算機采用的是RS232通信技術，用串口技術對電源進行處理，飛機上所有的電源系統工作環境和運行狀態都能被顯示出來。作為整個保護器測試系統的執行工具，控制系統單元模塊要根據主控計算機所發出的指令，對電源模塊進行有效的供電。被測試的產品應該依據供電情況作出有效的反應。單元模塊還要負責根據控制命令來收集被測試設備的相關數據，并將收集到的數據迅速傳送到主控計算機上進行分析和運算。

1.1 主控計算機的應用

主控計算機的功能主要是負責航電電源保護器測試系統的管理控制工作，它主要分為數字輸出和模擬數字轉換兩個裝置。航電電源保護器測試系統上所有數字信號的相關信息都是通過數字輸出裝置來輸送的，輸送的信號信息會在控制信號的命令下完成相關測試。在這一過程中，模擬數字信號轉換裝置主要是采集被測試設備相關數據的模擬信號并轉換成數字信號，再經過數據處理運算，以函數曲線和數值的方式在主控計算機的檢測頁面上播放。

1.2 電源模塊

主控計算機的檢測系統是由多個電源來模擬飛機電源系統運行狀態的體系系統，它主要由永磁機的模仿電源、線路模仿互感器的樣電源、模仿115 V/400 Hz發電機電源和直流電源組成。在系統檢測中，主控計算機利用串口技術向電源模塊發出命令密碼，這樣，符合控制器的檢測需要和保證電源的安全穩定運行。

1.3 控制系統單元模塊

它是航電電源保護器測試系統的主要執行單位，主要由專用接口線模塊、傳感器和繼電配電模塊構成。如：繼電配電模塊是利用觸點的開合來完成工作的，它可以完成對控制器的測試管理任務。在這一過程中，被測設備上的電壓/電流數據會通過傳感器轉換，之后傳輸到主控計算機上，在相應的軟件上操作。要實現主控計算機、繼電配電模塊和傳感器三者間的電氣接通和信號互相應對這一目的，就要由專用接口線模塊來完成。

1.4 非航空電子模擬監測處理系統模擬器

這種系統模擬器主要使用的是單片機，它是用匯編語言對處理程序進行編寫，被測設備與電源模塊發出的信息，由處理系統模擬器的串口技術來完成接收，在處理相應信息和進行對比分析后，會把檢測出來的系統工作狀態通過串口技術傳給主控計算機。

1.5 被檢測的設備

檢測不同種類和型號的控制處理器，這種控制處理器要有相應的專用接口線連接，主要還是檢測因工作失誤導致電氣連接的錯誤，同時，還能避免不同型號的控制處理器受到其他因素的影響。

2 軟件實現系統

航電電源保護器測試系統應用的軟件主要是VC++高級編程語言和一些常用的匯編程序語言。在軟件系統的主體結構上主要應用VC++高級編程語言，其語言由三部分組成：控制器檢測、設備自檢和參數校準。當檢測系統在正常運行之初，先對其整體測試功能設備進行自檢，為系統運行提供一個安全穩定的前提和基礎。當自檢沒有發現問題之后，會自動彈出一個要測試的產品界面，在這個整體界面上，用戶要點擊選擇一個型號產品，進入測試頁面。在測試頁面中，要填寫好相關的測試內容和結果后，才開始進行檢測，最后會得到一個測試結論，與采集到的數據系統中的測試結果進行對比分析，生成的結論會在測試頁中顯示，最后依據處理結果來判斷這個產品是否符合標準，如不合格，應拿出相應的故障說明。然后將檢測的結論數據自動保存在相應的數據庫中，以方便用戶的使用和查找，這些結論數據也能根據需要隨時進行打印。

3 系統的技術難點和解決方案

3.1 對頻率參數檢測精度要求高

對于工作頻率而言，航空產品的工作頻率要求會高出民用產品，如：航空產品的交流電源頻率要高出民用交流電源頻率的八倍多。按照控制保護器檢測規范的要求，頻率的參數是有誤差的，這個誤差一定要控制在1%以下。航電電源保護器測試系統所用的多功能數據，是采集卡通過對電壓參數數據的頻率值的獲取所得到的。

3.2 高精度定時器的要求

欠壓、過壓、欠頻和過頻是供電系統中要保護的四種狀態，航電電源保護器測試系統要測試航電電源保護器在以上四種狀態時的完成時間，根據測試規范要求，動作時間是有測算誤差的，這個誤差是不允許超過一定范圍的。在系統時間更新頻率不快時，會降低它參數測量值的精度。通過研究發現，這種高精度的運算計算器可以通過一定的時間間隔而獲得一個精確的數值。因此，使用有高精度運行器數值性能的計數器，并將其數值與系統時間同步，兩者結合使用就會計算出一個當前的時間，這個時間數值的精度較高。作為硬件計數器中有高精度運算的一種計數器——性能計數器，它能高精度地計算出一個時間，這個時間相對的周期較短。

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[2] 來文潔.飛機電源系統供電參數測試與分析研究[D].西安：西北工業大學，2015.

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Design of test system for aerospace power supply protector

WANG Qi

(People’s Liberation Army 93199 Troops, Harbin 150001, China)

The aviation power protector test system takes full account of the controllability, stability and safety of the measurement process in hardware, and makes full use of VC++ and other programming languages in the software. The visual control platform is convenient and practical, and the operation is simple and easy. And the use of complex data algorithms can guarantee the quality of aviation power products.

Power control protector; Test system; Hardware

2017-05-20

王琦(1981-)，男，碩士，助理工程師。

TP273

A

1674-8646(2017)12-0058-02