控制艙測(cè)試系統(tǒng)及其BIT設(shè)計(jì)

程進(jìn)　鄭步生　阿超

摘 要： 為改善當(dāng)前導(dǎo)彈控制艙的測(cè)試狀況，設(shè)計(jì)了一種以PXI總線工控機(jī)為核心的控制艙測(cè)試系統(tǒng)，選用高精度的傳感器和調(diào)理電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，利用CPLD對(duì)增量編碼器進(jìn)行角度值的解算以及激勵(lì)信號(hào)的時(shí)序控制，配合Visual Studio平臺(tái)的監(jiān)控軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理輸出。并在測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，充分利用CPLD的靈活性進(jìn)行了環(huán)繞BIT設(shè)計(jì)，大大節(jié)省了硬件資源，完成了系統(tǒng)的機(jī)內(nèi)檢測(cè)，保證了測(cè)試系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高精度、高效率、低誤差的控制艙測(cè)試系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞： 工控機(jī)； 測(cè)試系統(tǒng)； CPLD； 機(jī)內(nèi)檢測(cè)

中圖分類號(hào)： TN06?34； TP206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 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(dǎo)彈制導(dǎo)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(dǎo)彈控制艙測(cè)試系統(tǒng)旨在測(cè)試驗(yàn)證控制艙設(shè)計(jì)狀態(tài)的正確性，實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、低誤差的性能評(píng)估。而對(duì)于復(fù)雜的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，為確保其可靠性和可測(cè)性，通常使用嵌入式的內(nèi)置測(cè)試的方法（Built?in Test，BIT），完成整機(jī)內(nèi)部狀態(tài)的自檢和監(jiān)控[2]。

BIT技術(shù)是指一個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備依靠自己專用的一些自我測(cè)試電路和自檢測(cè)軟件，完成系統(tǒng)或設(shè)備內(nèi)部裝置或電路的工作參數(shù)檢測(cè)和故障診斷模塊[3?4]，現(xiàn)今已在軍民領(lǐng)域測(cè)試性設(shè)計(jì)中大量開展應(yīng)用。

1 控制艙測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在控制艙測(cè)試系統(tǒng)中，采用了以PXI工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心的解決方案[5]。選用高精度的各類傳感器與相應(yīng)的調(diào)理電路進(jìn)行前端處理，選用基于PXI總線的高性能數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，配合基于Windows平臺(tái)的Visual Studio環(huán)境下開發(fā)的監(jiān)控軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和輸出。在測(cè)試全過程中，加以性能穩(wěn)定可靠的I/O模塊進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試任務(wù)的啟動(dòng)控制以及相關(guān)激勵(lì)信號(hào)的輸出。真正實(shí)現(xiàn)測(cè)試的高精度、高效率、低誤差，大大改善目前的測(cè)試狀況。

1.1 測(cè)試系統(tǒng)總體構(gòu)成

控制艙測(cè)試系統(tǒng)組成主要包括PXI工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、基于PXI總線的各類板卡和電控外置電路。系統(tǒng)的各種測(cè)試功能通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)，測(cè)試系統(tǒng)框圖如圖1所示。

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與電控系統(tǒng)之間的接口采用PXI總線實(shí)現(xiàn)，這種緊湊型的總線結(jié)構(gòu)可將在工控機(jī)機(jī)箱內(nèi)的各種電路板卡緊密地連接在一起，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的電磁兼容性得到改善[6?7]。A/D采集卡、D/A轉(zhuǎn)換卡、I/O接口卡、CAN通信卡以及主板卡通過PXI總線實(shí)現(xiàn)互連，各板卡與電控外置電路配合，共同完成整個(gè)控制艙的測(cè)試內(nèi)容。為了能夠真實(shí)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(hào)調(diào)理電路、地面功放電路、電激活電路、CPLD電路，統(tǒng)一由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)端上位機(jī)軟件控制、計(jì)算，完成控制艙和帶翼舵機(jī)的性能測(cè)試。