飛機供電系統(tǒng)是現(xiàn)代飛機的一個重要組成部分,，指的是電能的生產(chǎn),、變換和輸配的一整套裝置所組成的一個完整系統(tǒng)，它的作用是向飛機上所有用電設備提供電能,，以保證飛機的安全飛行和完成運輸或作戰(zhàn)任務,。針對于飛機供電系統(tǒng)的地面測試試驗對研究其性能和功能有著重要意義，傳統(tǒng)的飛機測試試驗主要采取試驗人員手動逐項操作完成或者測試系統(tǒng)軟件按照既定的測試步驟進行特定項目的測試試驗,，試驗項目有限,，試驗周期長，比較適合飛機定型后的檢測,、維護試驗,。針對這一情況，為了縮短設計階段的試驗周期,，使試驗過程標準嚴格統(tǒng)一，試驗項目盡可能完備,，提高試驗效率和精度,，提出為飛機供電控制管理系統(tǒng)的綜合試驗，設計,、開發(fā)一套試驗自動化管理系統(tǒng),，用以測試電網(wǎng)的協(xié)調(diào)能力和轉換時間。

針對試驗測試領域的特殊測試要求,，采用LabVIEW 8.6集成開發(fā)環(huán)境,。LabVIEW是一種圖形化的編程語言，又稱為“G”語言,，是目前應用最廣,、發(fā)展最快、功能最強的圖形化軟件開發(fā)集成環(huán)境。它結合了簡單易用的圖形化開發(fā)方式和靈活強大的編程語言,，提供一個直覺性環(huán)境,，并通過與測量硬件的密切結合，讓用戶迅速開發(fā)出有關系統(tǒng),。

1 系統(tǒng)組成原理

1.1 整個系統(tǒng)組成

整個綜合試驗管理系統(tǒng)組成如圖1所示,。圖中所示的試驗系統(tǒng)主要由綜合試驗自動管理系統(tǒng)、各個子系統(tǒng),、交流電源和試驗負載組成,。其中，子系統(tǒng)包括故障注入系統(tǒng),、試驗模型,、試驗信號分析系統(tǒng)、終端1,、終端2,、終端3以及終端4。綜合試驗管理系統(tǒng)將按照各個子系統(tǒng)所配置的操作命令通過以太網(wǎng)發(fā)送至各子系統(tǒng),，子系統(tǒng)接收到命令后,，執(zhí)行與自己相關的動作，并將執(zhí)行后的結果通過以太網(wǎng)反饋至綜合試驗自動管理系統(tǒng),，用以對各子系統(tǒng)的試驗結果進行綜合處理與分析,。

1.2 綜合試驗管理系統(tǒng)組成

實現(xiàn)系統(tǒng)中各終端、試驗項目/流程的配置管理,、試驗任務的生成,、實施和控制，根據(jù)試驗任務向各終端發(fā)送遠程控制指令,，采集試驗結果數(shù)據(jù),，控制試驗流程，提供人機交互界面,。此外,，定義系統(tǒng)中各終端之間交互信息的格式與響應規(guī)程，完成對試驗網(wǎng)絡各終端設備的試驗項目配置管理,，并完成系統(tǒng)典型試驗流程的配置管理,；按照配置好的試驗流程，通過試驗現(xiàn)場總線分別向各終端設備發(fā)送控制指令,，使系統(tǒng)按照要求完成試驗,；完成試驗結果的記錄和一致性比對，形成試驗報告,；提供手動和自動兩種工作模式,，完成對試驗的控制,；試驗前完成試驗系統(tǒng)的自檢測。

2 綜合試驗管理系統(tǒng)設計

該系統(tǒng)軟件采用NI公司的LabVIEW 8.6作為開發(fā)平臺,。LabVIEW具有內(nèi)置的圖形用戶界面,，操作直觀，使用簡便,，特別是包含豐富的數(shù)據(jù)分析處理庫函數(shù),，提供了編程巨大的靈活性和很高的可靠性，能夠充分實現(xiàn)操作靈活,，功能強大和用戶界面友好的設計要求,。綜合試驗自動管理系統(tǒng)計算機采用研華ACP-4320工控機，主要完成對試驗的監(jiān)控,、參數(shù)設置,、數(shù)據(jù)記錄和顯示、試驗數(shù)據(jù)保存?zhèn)浞莸裙δ?，并將用戶下達的命令和配置參數(shù)傳送到各終端設備,。工控機選用數(shù)據(jù)采集卡、工業(yè)級數(shù)字I/O卡和用于進行信號調(diào)理的各種功能模塊,，負責系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)采集,，人性化顯示、管理和控制,，并將試驗數(shù)據(jù)和當前試驗狀態(tài)返回到主控機,。各終端設備對相應設備進行實時管理，并根據(jù)主控計算機下達的命令,，完成數(shù)據(jù)采集和控制等特定功能,，并將試驗數(shù)據(jù)和當前試驗狀態(tài)返回到上位機。

2.1 操作系統(tǒng)設計

對于每一個不同的試驗,，都需要針對性地確定一個獨立的測控試驗流程,，每個流程都可以分為若干不同的步驟，每個步驟都用來進行產(chǎn)品的某個特定性能指標的個步驟所模擬的試驗環(huán)境可能有所不同,，因此需要具有用戶自定義流程功能的試驗系統(tǒng),，實現(xiàn)綜合試驗的自動化，見圖2,。

系統(tǒng)程序可實現(xiàn)終端配置、指令配置,、試驗項目配置和試驗流程配置,，用戶可方便地將整個試驗劃分為若干步驟，自定義每個步驟的動作,；也可將若干步驟合成試驗流程,，參與循環(huán),，實現(xiàn)復雜的試驗流程配置和數(shù)據(jù)管理。該系統(tǒng)具有很好的兼容性,、擴展性和通用性,，更好地滿足用戶對試驗流程變化的實際需求和越來越復雜的試驗。根據(jù)綜合試驗自動管理系統(tǒng)的特點和設計目標,，該系統(tǒng)的軟件核心為配置功能,，軟件結構如圖3所示，它完成終端設備,、指令配置,、試驗項目和試驗流程的配置，隨之形成的配置信息文件分別存入配置數(shù)據(jù)庫,，其中各個配置環(huán)節(jié)的信息必須保存,，以便下一個配置環(huán)節(jié)使用，其文件保存形式用戶可以根據(jù)需要自行設置,。

綜合實驗自動管理系統(tǒng)硬件設計以工業(yè)控制計算機為控制核心,，系統(tǒng)硬件組成如圖4所示。完成對試驗的配置和操作,，并通過網(wǎng)卡實現(xiàn)以太網(wǎng)的傳輸,，發(fā)送相應指令和配置參數(shù)到各個子系統(tǒng)的終端設備，各終端設備接收命令后進行相應操作,，并通過交換機將其實時狀態(tài)經(jīng)以太網(wǎng)傳輸給工控機,，并通過虛擬儀器軟件可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析處理、實時顯示,、試驗報告的保存和數(shù)據(jù)的打印,，達到在試驗過程中由工控機對各終端進行實時管理的目的。

2.2 終端配置設計

終端配置中,，選擇在一次試驗中所要發(fā)送命令的涉及到的所有終端,，并將相關信息保存起來，便于下一步配置,，提供試驗系統(tǒng)各遠程終端的配置與管理功能,。其中，遠程終端的配置內(nèi)容包括終端ID,、終端名稱,、終端類型、終端描述,、終端地址及端口號等屬性,；運程終端管理則包括各終端的新建、刪除,、重命名等,，用戶添加或刪除某個終端后,，終端列表即進行更新。試驗系統(tǒng)終端配置完成之后,，提供系統(tǒng)配置的保存,、載入和新建等功能。

綜合試驗自動管理系統(tǒng)中所配置的信息都需要保存起來,，進行下一步配置時又需要讀取上一步配置過的信息,，這就要裝載信息所在的文件。根據(jù)需要,，配置信息所保存的位置由用戶自己選擇,，文件名也由用戶自定。在裝載的功能中都需要讀取文件這個模塊,，其功能由用戶點選路徑,，選擇文件保存的位置，一般存在D盤或者C盤,。其中指令配置,、項目配置、流程配置,、運行界面的設計與終端配置界面類似,，在此不贅述。

2.3 系統(tǒng)自檢

試驗前,，綜合試驗自動管理系統(tǒng)應能完成試驗系統(tǒng)的自檢測,，包括通信檢測和協(xié)議檢測。前者,，當系統(tǒng)有終端未開機運行或通信異常時,，給出提示，且與之相關的試驗項目應給出顯示區(qū)分,；后者,，綜合試驗系統(tǒng)中各激勵器、仿真器,、測試系統(tǒng)及故障注入系統(tǒng)等終端設備由不同單位設計開發(fā)而成,，需要逐項檢測這些終端設備是否嚴格遵循協(xié)議標準，是否能夠正確響應綜合試驗自動管理系統(tǒng)定義的控制指令,。

3 以太網(wǎng)通信

3.1 系統(tǒng)通信拓撲結構

系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸通過以太網(wǎng)實現(xiàn),，以太網(wǎng)通信采用TCP/IP通信協(xié)議實現(xiàn)。TCP/IP協(xié)議簇是最為著名,、應用最為廣泛且至今仍在普遍使用一個協(xié)議體系,。TCP(Transmission Control Protocol，TCP)和IP(Internet Protocol)協(xié)議是TCP/IP協(xié)議簇的核心。TCP/IP的體系結構分為4個層次,，即應用層、傳輸層,、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡接口層,。

系統(tǒng)應用LabVIEW進行網(wǎng)絡化管理時采用Client/Server模式，它適用于生產(chǎn)部門進行的大量數(shù)據(jù)傳輸,，這種模式對客戶端的要求較之前一種要高一些,，需要編寫進行數(shù)據(jù)交互的程序。

3.2 通信協(xié)議

試驗環(huán)境中綜合試驗自動管理系統(tǒng)與其他設備之間采用以太網(wǎng)的主從式通信方式(即請求-應答方式)來完成發(fā)送指的為綜合試驗自動管理系統(tǒng)向各個終端設備傳輸指令,，接收指各個終端設備向綜合試驗自動管理系統(tǒng)回傳信息,。具體通信協(xié)議如下所示(以太網(wǎng)接受數(shù)據(jù)包格式與發(fā)送數(shù)據(jù)包格式類似)：

其中，校驗采用CRC-8校驗方法實現(xiàn),。

3.3 以太網(wǎng)通信實現(xiàn)

在綜合自動管理系統(tǒng)的配置的最后一步是運行,，其中包括通過網(wǎng)絡向頂孔板等各終端發(fā)送命令。首先將所有要發(fā)送的指令信息按照規(guī)定的數(shù)據(jù)包格式組成能通過網(wǎng)絡發(fā)送的發(fā)送包send packet vi,，其中將指令信息和版本號,、請求類型和請求包ID經(jīng)過校驗和轉變組成TCP/IP協(xié)議可用的發(fā)送包命令，通過TCP sendpacket.vi定義要發(fā)送的遠程IP地址和端口號,，向指定終端依次發(fā)送命令,。

對于CRCn校驗，事先在數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端共同約定一個最高次冪為n次的生成多項式g(x)作為除數(shù),，用待校驗字段左移n位后除以g(x)所對應的n+1位數(shù)字代碼,，會產(chǎn)生一個n位的余數(shù)，這個余數(shù)就是產(chǎn)生的CRC-n代碼,。在發(fā)送的時候,，將生成的代碼附加在要發(fā)送的數(shù)據(jù)后面一塊發(fā)出去，這樣待發(fā)送的數(shù)據(jù)就可分為信息字段和n位的校驗字段,。在接收端接收到數(shù)據(jù)以后,，用收到的數(shù)據(jù)(包括校驗字段)除以約定多項式g(x)的數(shù)字代碼，如果余數(shù)為零,，證明傳輸無誤,，接收。若余數(shù)不為零,，則傳輸錯誤,，丟棄。

4 結語

本文設計的飛機綜合試驗管理系統(tǒng),，基于LabVIEW 8.6集成開發(fā)環(huán)境,，采用數(shù)據(jù)/業(yè)務抽象與建模技術、數(shù)據(jù)/業(yè)務描述與解析技術,、數(shù)據(jù)庫技術,、網(wǎng)絡技術,、智能化分析技術，構建了一個網(wǎng)絡環(huán)境下的分布式試驗自動控制系統(tǒng),。完成對試驗中各激勵器,、仿真器、測試系統(tǒng)及故障注入系統(tǒng)等終端和對試驗網(wǎng)絡各終端設備的試驗項目以及系統(tǒng)典型試驗流程的配置管理,。按照配置好的試驗流程,，通過試驗現(xiàn)場總線分別向各終端設備發(fā)送控制指令，使系統(tǒng)按照要求完成試驗,；試驗結果的記錄和一致性比對,，形成試驗報告，并提供手動和自動兩種工作模式,，有效地實現(xiàn)了對試驗的控制,。所設計的系統(tǒng)人機界面友好、操作方便安全,，測試效率較高,，在實際應用中取得了良好的效果。該系統(tǒng)已交付使用,，系統(tǒng)性能穩(wěn)定,。