基于PXIe和LabVIEW的着陆架电气控制试验台研制

发布时间：2020-04-17 12:24

【摘要】：飞行器着陆架在部分航天型号任务中起着非常关键的作用。其技术复杂度高、研制成本高,研制周期长,导致其交付较晚。将着陆架正式产品直接用于星船产品的系统测试,不仅需要等待的时间长,影响系统测试进度,而且会因交付产品质量的不稳定性给系统联试中的其他星船产品带来安全风险。这样,研制相应的地面专检设备就有了意义。但是,现有的专检设备通用性很差,已经不适应短周期交付使用的需求。所以,本课题设计了一种具有较强通用性的模块化的地面专用检测设备——飞行器着陆架电气综合控制试验台。试验台可有效地模拟着陆滑跑系统的刹车电机、电磁阀、电爆阀、位置传感器、速度传感器、气瓶压力传感器、轮胎及缓冲器压力传感器组件,实现着陆滑跑系统地面收放、刹车等功能。这种设计一方面满足了总体单位对试验台功能的需求,另一方面具有更快的故障定位分析能力和更强的可维修性和功能拓展能力。针对试验台通用性的要求,设计了基于PXI和PXIe总线的产品架构,基于模块化测试的设计思路提出了电气控制试验台的总体设计方案,划分了功能子系统,并根据板卡信道数量、接口类型、板卡物理尺寸等因素,进行了功能板卡划分。项目自研了1553B板卡,在完成项目任务的同时丰富了本单位的板卡系列。针对试验台便于使用的要求,设计以PXIe总线控制模块作为试验台控制核心,使用LabVIEW平台编写的程序软件直接运行在PXIe总线控制器上。通过工控机背板的PXIe总线与各功能板卡开展信息交互,也可经由PXIe总线控制器上的千兆以太网口和远端计算机连接,使用以太网进行远程操作。项目自行开发了系统控制软件。测试结果表明,试验台符合预期研制要求,完全满足需要。试验台自检正常、控制供电稳定、状态检测正确、通信切换正常、指令输出有效。同时,试验台人机交互界面操作简单易行,模块化的架构易于拓展功能。
【图文】：

电气控制,功能需求,试验台,组成框图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文第 2 章着陆架电气控制试验台需求分析与总体设计2.1 系统需求与功能性能分析电气控制试验台用于模拟飞行器上 GNC 系统、综合电子系统，实现着陆架综合控制单元与航电综合之间的电气接口，和着陆架综合控制单元通过1553B 总线通讯，实现着陆架综合控制单元功能和性能测试；模拟着陆滑跑系统的电磁阀、电爆阀、位置传感器（开关）、速度传感器、气瓶压力传感器、轮胎及缓冲器压力传感器组件，配合地面专检实现着陆滑跑系统地面收放、刹车等功能和性能测试。设备功能需求组成如图 2-1 所示。

示意图,机箱结构,试验台,外形

GPIB、VXI、PXI、PXIe 而言，LXI 总线的技术应用不够成熟，如它们完备，所以本次产品并未使用 LXI 总线。合电气控制试验台的需求，本课题试验台采用 PXIe 和 PXI 总线I 和 PXIe 总线拥有与现存系统优异的软件硬件兼容能力。同时时功能和同步功能，，其构建的系统可以实现较小的系统体积，可 6U 的机箱尺寸。选择 PXI 和 PXIe 作为系统架构时，系统结构统带宽充裕，且与 IEEE 标准符合，非常契合本次课题的选择，选择了 PXI 和 PXIe 作为系统架构。同时，这种架构也满足总体务中低成本拓展功能和产品重复使用的需求。Ie 总线设备机箱需要完成设备加电、数据传输、信号传递、模机箱内部散热冷却等工作，是设备组建时首要考虑的内容。机箱指标的好坏和可靠性的高低在一定范围内决定了测试系统的优劣国内已经推出了部分 PXIe 机箱，但是它们的质量和可靠性还有因此本课题选择国外成熟的 PXIe 机箱。最终选用 NI 公司062Q 机箱，如图 2-2 所示。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V416.8

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