研祥工控機在航空飛行測試系統(tǒng)中的應(yīng)用
一、系統(tǒng)概述：
隨著工業(yè)計算機科技快速發(fā)展，研祥工控產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于軍工、雷達、車載、電子信息干擾、電子對抗、工業(yè)現(xiàn)場、機載（航空）、艦載（航海）等領(lǐng)域中，此次主要舉例研祥工控在飛機防冰系統(tǒng)飛行試驗測試系統(tǒng)中的應(yīng)用。
該飛機試驗測試參數(shù)繁多，狀態(tài)復(fù)雜，變化快，測試精度高，而且測試系統(tǒng)性能要求很高。比較傳統(tǒng)的航空測試方法是先采用磁帶記錄機將需要測試的參數(shù)按一定的格式和次序以磁跡的形式記錄下來，然后等飛行結(jié)束后，根據(jù)磁帶上的磁跡與預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)對應(yīng)關(guān)系，參數(shù)進行物理還原，數(shù)據(jù)處理及分析。這種方法有以下幾個缺點：
1、據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理徹底脫離，在測試過程中無法診斷測試結(jié)果是否合理，測試過程不直觀，難以確定測試系統(tǒng)是否正常；
2、在測試參數(shù)復(fù)雜多樣的情況下在后期數(shù)據(jù)處理時參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系復(fù)雜；
3、由于不能實時監(jiān)測參數(shù)的物理值，難以判斷測試系統(tǒng)工作的正確性，故不能有效利用飛行時間，增加試飛成本，設(shè)備成本昂貴，性能價格比低。
二、系統(tǒng)的工作原理及硬件結(jié)構(gòu)組成
系統(tǒng)采用研祥工控產(chǎn)品IPC-810工控整機，多功能采集卡ISA-HG16AD，信號調(diào)整端子板PCLD-789D，顯示器PDS-1501組成的處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：
采集部分選用研祥工控ISA-HG16AD多功能數(shù)據(jù)采集控制卡，該卡有16路單端/8路差分A/D輸入通道，12位100KHz采樣速率，同時板上還具有2路雙緩沖模擬量輸出通道和16路數(shù)字量輸入/輸出等功能。
在該試驗中，傳感器的信號很小，而且信號的大小量程差別較大，那么選擇合適的前端信號調(diào)理板為數(shù)據(jù)采集板提供滿足量程及精度要求的輸入信號也變得非常重要。在系統(tǒng)中，我們選用了4塊研祥工控ISA-HG16AD多功能數(shù)據(jù)采集卡配合4塊PCLD-789D信號調(diào)整端子板作為ISA-HG16AD的前端信號調(diào)理端子板，對各種傳感器的信號進行調(diào)理。該板具有16路差動輸入通道；通道增益從1到1000可設(shè)定。
此次飛行測試中，需要測試的參數(shù)共為42個，其中，溫度參數(shù)18個，測試要求每秒鐘1次，測量精度±1攝氏度；壓力參數(shù)14個，測試要求每秒4次，測量精度±5%；電流、電壓參數(shù)各1個，測量精度±1%，四個流量參數(shù)可轉(zhuǎn)化成4個壓力和4個壓差參數(shù)，同時要求每個測量周期不少于5分鐘。
試驗狀態(tài)復(fù)雜，整個系統(tǒng)試驗要求在飛機地面滑行和空中飛行兩種狀態(tài)下進行。在地面滑行時，飛行發(fā)動機工作狀態(tài)有單發(fā)和雙發(fā)空中慢車、巡航以及爬升等狀態(tài)，而且還要完成180度急轉(zhuǎn)彎。在空中飛行試驗中，分正常飛行和極限飛行兩種狀態(tài)，在正常飛行時，以300Km/h的速度分別在2Km,4Km,6Km高度巡航飛行，檢查并考核防冰系統(tǒng)的功能以及對飛機仰角姿態(tài)的影響，以上的測試環(huán)境給測試系統(tǒng)提出了嚴(yán)格的抗震動、抗加速度、抗超重、失重以及具備高速運動時能可靠運行的要求。
飛行防冰系統(tǒng)的各個分系統(tǒng)本身并不是連續(xù)工作的，而是按照一定的周期循環(huán)工作的，周期最長的為三分鐘，最短的僅為一分鐘，這就要求參數(shù)的測量值的連續(xù)有效的，測試數(shù)據(jù)本身不能出現(xiàn)斷續(xù)或丟失現(xiàn)象。
三、系統(tǒng)評價
整套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)時間短，投資少，見效快，開發(fā)方便，按時完成防冰系統(tǒng)飛行試驗的全部數(shù)據(jù)采集和處理工作；同時該系統(tǒng)功能完善，性能穩(wěn)定，可靠性高，適用性好也得到了認可和好評，取得了很好的時間效益和社會效益。
整套測試系統(tǒng)在機上的裝備，并沒有經(jīng)過特殊的加工處理，體現(xiàn)研祥工控產(chǎn)品的抗沖擊、抗震動能力，同時在機上運行過程中也沒發(fā)現(xiàn)采集系統(tǒng)對飛機或飛機對采集系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的干擾，充分顯示了研祥產(chǎn)品優(yōu)良的EMC和EMI性能。
隨著工業(yè)計算機科技快速發(fā)展，研祥工控產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于軍工、雷達、車載、電子信息干擾、電子對抗、工業(yè)現(xiàn)場、機載（航空）、艦載（航海）等領(lǐng)域中，此次主要舉例研祥工控在飛機防冰系統(tǒng)飛行試驗測試系統(tǒng)中的應(yīng)用。
該飛機試驗測試參數(shù)繁多，狀態(tài)復(fù)雜，變化快，測試精度高，而且測試系統(tǒng)性能要求很高。比較傳統(tǒng)的航空測試方法是先采用磁帶記錄機將需要測試的參數(shù)按一定的格式和次序以磁跡的形式記錄下來，然后等飛行結(jié)束后，根據(jù)磁帶上的磁跡與預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)對應(yīng)關(guān)系，參數(shù)進行物理還原，數(shù)據(jù)處理及分析。這種方法有以下幾個缺點：
1、據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理徹底脫離，在測試過程中無法診斷測試結(jié)果是否合理，測試過程不直觀，難以確定測試系統(tǒng)是否正常；
2、在測試參數(shù)復(fù)雜多樣的情況下在后期數(shù)據(jù)處理時參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系復(fù)雜；
3、由于不能實時監(jiān)測參數(shù)的物理值，難以判斷測試系統(tǒng)工作的正確性，故不能有效利用飛行時間，增加試飛成本，設(shè)備成本昂貴，性能價格比低。
二、系統(tǒng)的工作原理及硬件結(jié)構(gòu)組成
系統(tǒng)采用研祥工控產(chǎn)品IPC-810工控整機，多功能采集卡ISA-HG16AD，信號調(diào)整端子板PCLD-789D，顯示器PDS-1501組成的處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：
采集部分選用研祥工控ISA-HG16AD多功能數(shù)據(jù)采集控制卡，該卡有16路單端/8路差分A/D輸入通道，12位100KHz采樣速率，同時板上還具有2路雙緩沖模擬量輸出通道和16路數(shù)字量輸入/輸出等功能。
在該試驗中，傳感器的信號很小，而且信號的大小量程差別較大，那么選擇合適的前端信號調(diào)理板為數(shù)據(jù)采集板提供滿足量程及精度要求的輸入信號也變得非常重要。在系統(tǒng)中，我們選用了4塊研祥工控ISA-HG16AD多功能數(shù)據(jù)采集卡配合4塊PCLD-789D信號調(diào)整端子板作為ISA-HG16AD的前端信號調(diào)理端子板，對各種傳感器的信號進行調(diào)理。該板具有16路差動輸入通道；通道增益從1到1000可設(shè)定。
此次飛行測試中，需要測試的參數(shù)共為42個，其中，溫度參數(shù)18個，測試要求每秒鐘1次，測量精度±1攝氏度；壓力參數(shù)14個，測試要求每秒4次，測量精度±5%；電流、電壓參數(shù)各1個，測量精度±1%，四個流量參數(shù)可轉(zhuǎn)化成4個壓力和4個壓差參數(shù)，同時要求每個測量周期不少于5分鐘。
試驗狀態(tài)復(fù)雜，整個系統(tǒng)試驗要求在飛機地面滑行和空中飛行兩種狀態(tài)下進行。在地面滑行時，飛行發(fā)動機工作狀態(tài)有單發(fā)和雙發(fā)空中慢車、巡航以及爬升等狀態(tài)，而且還要完成180度急轉(zhuǎn)彎。在空中飛行試驗中，分正常飛行和極限飛行兩種狀態(tài)，在正常飛行時，以300Km/h的速度分別在2Km,4Km,6Km高度巡航飛行，檢查并考核防冰系統(tǒng)的功能以及對飛機仰角姿態(tài)的影響，以上的測試環(huán)境給測試系統(tǒng)提出了嚴(yán)格的抗震動、抗加速度、抗超重、失重以及具備高速運動時能可靠運行的要求。
飛行防冰系統(tǒng)的各個分系統(tǒng)本身并不是連續(xù)工作的，而是按照一定的周期循環(huán)工作的，周期最長的為三分鐘，最短的僅為一分鐘，這就要求參數(shù)的測量值的連續(xù)有效的，測試數(shù)據(jù)本身不能出現(xiàn)斷續(xù)或丟失現(xiàn)象。
三、系統(tǒng)評價
整套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)時間短，投資少，見效快，開發(fā)方便，按時完成防冰系統(tǒng)飛行試驗的全部數(shù)據(jù)采集和處理工作；同時該系統(tǒng)功能完善，性能穩(wěn)定，可靠性高，適用性好也得到了認可和好評，取得了很好的時間效益和社會效益。
整套測試系統(tǒng)在機上的裝備，并沒有經(jīng)過特殊的加工處理，體現(xiàn)研祥工控產(chǎn)品的抗沖擊、抗震動能力，同時在機上運行過程中也沒發(fā)現(xiàn)采集系統(tǒng)對飛機或飛機對采集系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的干擾，充分顯示了研祥產(chǎn)品優(yōu)良的EMC和EMI性能。
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