微波应答机地面测控系统研制

发布时间：2017-09-25 03:45

  本文关键词：微波应答机地面测控系统研制

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【摘要】：随着对空间领域探索的不断推进,微波应答机越来越多的应用于飞行器的对接、校准等领域。微波应答机测试精度的准确性及性能的稳定性直接影响其工作效果。因此,在其前期的研制、验证及生产的整个过程中,必须进行系统的、高效的、全面的测试。微波应答机自动测试系统用于对应答机各项功能进行测试与验证,良好的系统性能有利于应答机产品研发进度的推进,缩短应答机产品开发时间并减少经费开销。本课题中的微波应答机地面测控系统根据某型号应答机的测试要求而设计,主要完成对其主机及模拟器的系统测试。本文首先针对应答机测试的技术指标及需求进行具体分析,制定了测控系统总体实现方案。测控系统硬件基于PXI机箱搭建而成,包括NI嵌入式控制器、显示设备、同步数据接收卡、模拟量采集卡、数字量输出卡、422/1553B集成卡及反射内存卡(外购)。同步数据接收卡内部采用三层缓存机制结合DMA传输实现高速串行数据的获取;模拟量采集卡及数字量输出卡采用通用化设计,模拟采样率、数字输出脉宽均可配置;422/1553B集成卡采用硬件定时机制,并结合1553B外触发技术实现数据同步收发;同时,422/1553B集成卡可利用PCI主模式主动访问总线上其他设备,实现设备间高速数据交互;所有自研板卡FPGA与外部电路均通过光耦进行数字隔离,具有较强抗干扰能力。测控系统软件采用Lab VIEW编写,利用Lab VIEW并行结构及其对硬件仪器接口的支持,实现软件中多线程的程序结构设计,并开发了基于VISA的板卡驱动。同时,Lab VIEW软件可实现较好的人机交互界面,便于观察与分析实时波形数据。文中最后对微波应答机地面测控系统进行硬件功能测试及系统联调,结果表明,测控系统满足应答机产品测试技术指标要求,并且具有较高的可靠性及准确性,可以作为应答机性能验证与评估的可靠设备。
【关键词】：自动测试系统 硬件定时 1553B外触发 数字隔离 PCI主模式
【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】：2015
【分类号】：V556
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题来源和研究的目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状与分析11-14
• 1.2.1 自动测试系统概述11-12
• 1.2.2 PXI总线发展12-13
• 1.2.3 虚拟仪器技术发展13-14
• 1.3 应答机测试技术概述14-15
• 1.3.1 应答机基本原理及组成14-15
• 1.3.2 应答机测试技术发展15
• 1.4 主要研究内容及论文结构15-17
• 第2章 测控系统总体方案设计17-30
• 2.1 微波应答机测试方法介绍17-18
• 2.2 测控系统需求分析18-23
• 2.2.1 测控系统硬件需求分析18-22
• 2.2.2 测控系统软件需求分析22-23
• 2.3 系统硬件总体方案23-28
• 2.3.1 机箱与主控制器选择23-24
• 2.3.2 模拟信号采集模块24
• 2.3.3 同步数字信号采集模块24
• 2.3.4 数字量输出模块24
• 2.3.5 异步RS-422 与 1553B通信模块24-25
• 2.3.6 转台控制模块25
• 2.3.7 数据实时交互设计25-26
• 2.3.8 板卡隔离设计26-27
• 2.3.9 硬件总体设计27-28
• 2.4 系统软件总体方案28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 测控系统硬件设计30-58
• 3.1 同步数据接收卡硬件设计30-36
• 3.1.1 接收卡硬件电路设计30-32
• 3.1.2 接收卡固件设计32-36
• 3.2 模拟量采集卡设计36-40
• 3.2.1 模拟量采集卡硬件电路设计36-39
• 3.2.2 模拟量采集卡固件设计39-40
• 3.3 422/1553B集成卡设计40-57
• 3.3.1 422/1553B集成卡硬件电路设计40-41
• 3.3.2 BU61580 外部触发方式介绍41-43
• 3.3.3 PCI9054 工作模式及接口信号定义43-45
• 3.3.4 PCI主模式（PCI Initiator）操作45-48
• 3.3.5 从模式下固件设计48-54
• 3.3.6 主模式下固件设计54-57
• 3.4 本章小结57-58
• 第4章 测控系统软件设计58-70
• 4.1 软件功能分析与结构设计58-60
• 4.2 VISA驱动程序设计60-61
• 4.3 各功能模块详细设计61-69
• 4.3.1 同步数据接收卡程序设计61-62
• 4.3.2 通用异步422数据收发程序设计62-64
• 4.3.3 1553B数据收发程序设计64-65
• 4.3.4 GNC通道与 1553B数据同步组帧设计65-67
• 4.3.5 模拟量采集卡程序设计67
• 4.3.6 暗室测试程序设计67-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第5章 系统调试与功能验证70-84
• 5.1 测试平台搭建与测试方案设计70-71
• 5.2 硬件功能测试71-79
• 5.2.1 同步数据接收卡测试71-72
• 5.2.2 数字量输出功能测试72-73
• 5.2.3 模拟数据采集功能测试73-74
• 5.2.4 422/1553B集成卡测试74-76
• 5.2.5 PCI主模式功能测试76-79
• 5.3 测控系统联合调试79-83
• 5.3.1 整体功能测试79-83
• 5.3.2 测试结果分析83
• 5.4 本章小结83-84
• 结论84-85
• 参考文献85-88
• 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果88-90
• 致谢90-91
• 附录91-92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 同江;蔡远文;邢晓辰;;下一代自动测试系统在我国航天测试体系结构中的应用[J];航天控制;2011年02期

2 张娟;黄开臣;;综合自动测试系统研究[J];测控技术;2011年10期

3 王敏;;微波雷达当媒人[J];太空探索;2011年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 董道亮;PXI零槽控制器[D];电子科技大学;2009年

2 卞晶;基于LabVIEW的飞机刹车系统半物理仿真平台设计[D];中南大学;2013年

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本文编号：915197