CN103760439A

CN103760439A - 一种航电系统的自动测试系统

Info

Publication number: CN103760439A
Application number: CN201410007750.1A
Authority: CN
Inventors: 邹德儒; 刘文旭; 张宇; 孟凡石
Original assignee: Shenyang Aircraft Design and Research Institute Aviation Industry of China AVIC
Current assignee: Shenyang Hangsheng Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2034-01-07
Also published as: CN103472735A; CN103760439B

Abstract

一种航电系统的自动测试系统，连接到被测的航电系统（1）中，其构成如下：载机飞行仿真器（2）、外挂物模拟器（3）、通导激励器（4）、非航电系统仿真器（5）、测试总控台（6）、各目标模拟器（7）、综合测试系统（8）、判断和记录系统（9）、提示系统（10）；该系统通过将外挂物模拟器、各目标模拟器、通导激励器、载机飞行仿真器等测试辅助设备进行实时网的连接，自动控制各测试辅助设备在每个检查步骤产生具有严格时序的信号，并且在测试总控台的控制下，通过一种可以被称为检索式自动判断的方法，来完成数据正确性的判断，从而完成自动测试，通过该发明，有效提高了航电系统测试的效率，并在很大程度上提高了自动测试的全面性。

Description

一种航电系统的自动测试系统

技术领域

本发明涉及航电系统的测试系统的结构设计和应用技术领域，特别提供了一种航电系统的自动测试系统。

背景技术

目前在航电系统集成测试中，对数据流的判断采用的是人工判断或静态自动判断。人工判断费时费力，不但拖延产品交付进度，而且可能产生漏判误判的情况。而所谓静态自动判断，就是在某个检查步骤操作结束后，控制测试系统对当前总线上的数据流进行采集，并自动判断这一采集时间点上所有数据的正确性如专利“航电设备功能测试系统”中描述的判断方法，专利号：ZL201220652188.4。这样的判断虽然在一定程度上提高了测试效率，但由于只是对一个确定时间点的判断，如果在一个操作中数据流是动态变化的话，就只能判断最后一拍数据的正确性，导致判断不全面。而且，各个模拟器和激励器的操作目前都需要人工进行，如果操作的时序未满足需求，或者有一点操作误差，往往会造成数据自动判断结果为错误，影响测试的进行。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的航电系统的自动测试系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的航电系统的自动测试系统。

本发明所述航电系统的自动测试系统，连接到被测的航电系统1中，其特征在于：所述航电系统的自动测试系统构成如下：载机飞行仿真器2、外挂物模拟器3、通导激励器4、非航电系统仿真器5、测试总控台6、各目标模拟器7、综合测试系统8、判断和记录系统9、提示系统10；其中：

为航电系统提供模拟的飞行参数的载机飞行仿真器2与航电系统的惯性导航装置和大气数据计算机相连接，接收航电系统的供电、加温、外挂物发射等命令，并模拟各挂点外挂物的状态的外挂物模拟器3与航电系统1相连接，为航电系统提供模拟的无线电环境，如塔康台数据、数据链信息等的通导激励器4与航电系统1相连接，模拟飞机的机电系统和飞控系统的非航电系统仿真器5与航电系统相连接，各目标模拟器7与航电系统1相连接，综合测试系统8与航电系统1相连接，控制综合测试系统采集航电系统的相应数据，并转发这些数据给判断和记录系统，控制其进行数据的自动判断，并记录数据和判断结果的测试总控台6通过与各种原有测试辅助设备的实时网与综合测试系统8相连接，自动控制各设备产生需要的数据；由于是实时网的控制，所以这些数据有着精准的时序，并且不会存在操作误差的问题；同时，测试总控台6还对航电系统显示控制设备发出操作提示。

测试辅助设备也可以是多个子系统的组合；在当前步骤下自动控制各设备产生需要的数据。由于是实时网的控制，所以这些数据有着精准的时序，并且不会存在操作误差的问题；对综合测试系统8采集的数据进行自动判断的判断和记录系统9通过实时网与测试总控台6连接，提示系统10通过实时网与测试总控台6连接。

所述载机飞行仿真器2采用计算机安装板卡21的形式，包括板卡21和实时网卡14，其中板卡21通过板卡通道将载机飞行仿真器内计算模块生成的载机飞行参数发送给被测航电系统1中的惯性导航设备11和大气数据计算机12；实时网卡14通过光纤通道与实时网交换机13连接，从而连接到自动测试系统中，实现接收测试总控台6发送的载机初始状态参数以及变化控制，据此进行载机飞行参数的计算，以将飞行参数计算结果发送给被测航电系统1；同时，载机飞行仿真器2接收测试总控台6发送的目标初始状态参数以及变化控制，据此进行目标的飞行仿真，并将目标的实时飞行参数返回给测试总控台1，以转发给各目标模拟器7；

所述板卡21具体为ARINC429板卡。

所述外挂物模拟器3仿真飞机配挂的各种外挂物的控制响应逻辑和功能，采集和/或接收被测航电系统中外挂物管理分系统向外挂物输出的所有信息，同时按真实外挂物控制逻辑回送信息，外挂物模拟器中安装实时网卡14，以连接到自动测试系统的实时网交换机13上，接收测试总控台6发送的外挂物状态设定控制参数，以完成外挂物的模拟。

所述通导激励器4模拟航电系统接收的无线电环境，并通过射频注入的方式送给被测的航电系统中的通导设备；通导激励器4为罗盘激励器、塔康激励器、数据链信息激励器等子系统的任意组合或其中之一；

参见附图5，通导激励器4的控制模块41实现激励器的系统控制，以及模拟射频信号的激励控制、数据处理和信号处理，并通过实时网卡14与实时网交换机13的连接，实现与测试环境中测试总控台6的连接，接收测试总控台6的控制，并回送自身的状态信息。

非航电系统仿真器5采用开放式的工控机加扩展机箱，并在此基础上配置模拟量输出接口板、离散量输出接口板、同步器量输出接口板、频率量输出接口板、串行总线RS-422接口板、ARINC429接口板作为航电系统仿真器的主体，通过转接电缆盒与被测航电系统的机上电缆对接，实现对各系统的测试。并通过实时网卡与实时网交换机的连接，实现与测试环境中的测试总控台的交互，接收测试总控台发送的非航电设定参数，以模拟产生非航电信号。

测试总控台6以计算机安装实时网卡的形式存在，其中实时网卡14通过光纤通道连接到自动测试系统的实时网交换机13上，向载机飞行仿真器2发送载机和目标的初始状态参数和变化控制，并接收载机飞行仿真器回送的目标；向外挂物模拟器3发送外挂物状态设定控制参数；向通导激励器4发送通导激励相关状态设定参数；向各目标模拟器7转发载机飞行仿真器实时计算的目标参数；向非航电系统仿真器5发送非航电设定参数；向综合测试系统8发送每个步骤的开始记录和停止记录命令，并接收测试总控台返回的测试数据；将测试总控台返回的测试数据发送给判断和记录系统9，并且接收判断和记录系统返回的自动判断结果和对应数据；向提示系统10发送每个步骤应进行的操作提示。以上测试总控台6发送的参数均可根据对应测试步骤自动发送。

所述各目标模拟器7是多个目标模拟器，包括雷达目标模拟器、光雷目标模拟器、电子战目标模拟器等的任意组合或其中之一；每个模拟器都配装实时网卡14，连接到自动测试系统的实时网交换机13上，接收自动测试系统从载机飞行仿真器2转发的目标飞行参数，以完成相应目标信号的产生，并最终以射频注入的方式或辐射方式送给被测航电系统中相应的传感器装置；

参见附图6，各目标模拟器的为一种典型的连接方式：雷达目标模拟器71、光雷目标模拟器72、电子战目标模拟器73都通过光纤通道与实时网交换机13相连，接收测试总控台6转发的载机飞行仿真器2实时计算的目标参数，从而各目标模拟器完成相应目标信号的产生，以射频注入或辐射的方式发送给被测航电系统中的雷达74、光雷75、电子战76三个分系统。

所述综合测试系统8内部以内部实时网交换机81为核心的连接形式，参见附图7，将采集控制计算机85、采集计算机82连接到内部实时网交换机81上，采集计算机数量可以根据测试需求有所增减，其中采集计算机82完成对被测航电系统中待测量的采集，例如：开关量、模拟量、频率量、同步器量、RS-422信号、ARINC429信号、GJB289A总线信号和视频画面的采集、存储，并根据采集控制计算机85的统一控制将相应所采集数据送往采集控制计算机85；采集控制计算机85通过实时网为采集计算机广播统一的时间戳，并将由自身控制而收到的采集数据通过实时网交换机13发往测试总控台6，并接收测试总控台发出的开始采集和停止采集命令，以控制相应的采集计算机完成某一过程的数据采集。

判断和记录系统9以计算机安装实时网卡14和大容量存储装置的形式存在，其中实时网卡14连接到自动测试系统的实时网交换机13上，接收测试总控台6的判断控制命令，并接收从测试总控台6转发的综合测试系统采集到的过程数据，以对这些数据进行自动判断，并对判断结果和对应数据记录在自身的大容量存储装置中，并将判断结果和对应数据返还给测试总控台6以显示。

提示系统10以计算机安装实时网卡14的形式存在，其中实时网卡14连接到自动测试系统的实时网交换机13上，通常将该提示系统放置于需要进行测试操作的地方，接收测试总控台6发送的每个测试步骤应进行的操作，以对测试操作人员给予提示。

所述载机飞行仿真器2通过HB6069总线与航电系统相连接，所述外挂物模拟器3通过总线和/或离散量电缆与航电系统1相连接，非航电系统仿真器5通过RS-422总线与航电系统相连接，非航电系统仿真器5与航电系统的连接包括RS-422总线、模拟量、离散量、频率量等；综合测试系统8通过总线与非总线与航电系统1相连接，

对某步骤的自动测试过程如下：

测试总控台6上设置有“开始记录”和“结束记录”按钮，控制记录和自动判断的开始和结束，当满足记录和自动判断条件时，即此时各测试辅助设备已准备好并提供出步骤开始前需要的信号，并且航电系统1的显示控制设备完成了前期的准备操作，点击“开始记录”按钮，此时由测试总控台6控制所有测试辅助设备产生事先约定的仿真、模拟、激励信号，显示控制设备操作人员根据测试总控台产生的提示进行相应设备的操作，步骤完成时，点击“结束记录”按钮，由测试总控台6根据测试人员命令控制整个测试系统完成该步骤的测试，停止相应测试辅助信号的发送，并将综合测试系统8采集到的数据转发给判断和记录系统9，判断和记录系统9完成数据正确性的自动判断，并记录数据和判断结果。

综合测试系统8内采用装载脚本的方式，规定每个测试步骤需要采集的数据块。每个数据块包含一组带有时间的数据。

判断和记录系统9对这些数据进行自动判断；

数据自动判断的过程如下：

对每个测试步骤，包含多个判断步骤，每个判断步骤又包含一个或多个数据项的判断；每个数据项包含的脚本包含如下信息：

1检索类型：如为0，表示在时间基准加上延时时间后检索满足数值条件的数据；如为1，表示提取出在时间基准加上延时时间后的第一个数据，以进行相应数值的判断；

2数据类型：包括意义型、整型、浮点型；

数据值判断数目：数目如为0，则表示不需进行数据值的判断，这时一般是只需要进行与前一过程时间差的判断，或只作为下一过程的时间基准，而不关心数据的具体值；数目如为其它值，则表示数据值正确情况的数目；

3值=a以及误差范围或b以及误差范围…包含多少种情况由上面“数据值判断数目”决定；

4检查时间差：是/否规定是否检查与前一过程的时间差；对于第一个过程，该条目无效；

5时间差范围：只有上一条目为“是”，该条目才有效；规定与上一过程相应时间的时间差的允许范围；

6时间基准：如果该值为0，表示不是下一过程的时间基准；如果为非0数值，表示下一过程中与此相同的“上一时间基准”以该项数据对应的当前时间为时间基准，在此时间加上延时后开始检索相应数据；如果该过程包含多项“时间基准”相同的数据，则相应时间基准为这些数据对应的最晚时间。对于最后一个过程，该条目无效；

7上一时间基准：以此获取上一过程中该时间基准对应的最晚时间。对于第一个过程，该条目无效；

8延时：作为时间基准的补偿，比如有些设备需要一定时间在状态稳定后，才会输出规定的数值，要提取这样的数据就需要在时间基准后加上一定的延时。

对于每一步骤的测试，对一个或多个数据项进行连续采集，某个数据项的采集结果可能是未采到数据，或者采集到多拍数据，每一拍数据包含了对应的时间和数据值。

规定在判断时，在一组事先约定的数据项中检索一组事先约定的数据值，或者在某延时时间后，直接提取规定的一组数据，如果未找全规定的数据值，直接判断该步骤错误，如果找全并且判断所有直接提取数据为正确，则继续在当前或另一组事先约定的数据项中，从上一组数据相应的结束时间或加上某延时之后检索另一组事先约定的数据值，或直接提取另一组数据，判断是否全部检索到，并且直接提取数据为正确，同时根据需要，对个别数据判断与前一过程相应数据的时间差是否在规定时间之内，如果全部通过，则继续进行下一过程的检索及提取判断，依次类推，直到检索并提取完所有事先约定的数据值，从而完成一组过程的判断。也可以根据需要判断多组过程。

采取如上所述不断检索多个数据项规定值的方式来完成对数据流传输过程的判断的自动测试系统。

将航电系统测试环境中的测试辅助设备通过实时网连接，并在测试总控台的统一控制下，对每个测试步骤自动产生需要的模拟、仿真、激励信号。

本发明所述航电系统测试中使用到的自动测试系统，该系统通过将外挂物模拟器、各目标模拟器、通导激励器、载机飞行仿真器等测试辅助设备进行实时网的连接，自动控制各测试辅助设备在每个检查步骤产生具有严格时序的信号，并且在测试总控台的控制下，通过一种可以被称为检索式自动判断的方法，来完成数据正确性的判断，从而完成自动测试，通过该发明，有效提高了航电系统测试的效率，并在很大程度上提高了自动测试的全面性。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为航电系统的自动测试系统原理框图；

图2为航电系统的自动测试系统与被测航电系统的一种交联关系图；

图3为被测航电系统的一种数据流示意图；

图4为载机飞行仿真器原理框图；

图5为通导激励器原理框图；

图6为各目标模拟器原理框图；

图7为综合测试系统原理框图；

具体实施方式

实施例1

本实施例所述航电系统的自动测试系统，连接到被测的航电系统1中，其特征在于：所述航电系统的自动测试系统构成如下：载机飞行仿真器2、外挂物模拟器3、通导激励器4、非航电系统仿真器5、测试总控台6、各目标模拟器7、综合测试系统8、判断和记录系统9、提示系统10；其中：

所述板卡21具体为ARINC429板卡。

所述所述通导激励器4模拟航电系统接收的无线电环境，并通过射频注入的方式送给被测的航电系统中的通导设备；通导激励器4为罗盘激励器、塔康激励器、数据链信息激励器等子系统的任意组合或其中之一；

非航电系统仿真器5采用开放式的工控机加扩展机箱，并在此基础上配置模拟量输出接口板、离散量输出接口板、同步器量输出接口板、频率量输出接口板、串行总线RS-422接口板、ARINC429接口板作为航电系统仿真器的主体日，通过转接电缆盒与被测航电系统的机上电缆对接，实现对各系统的测试。并通过实时网卡与实时网交换机的连接，实现与测试环境中的测试总控台的交互，接收测试总控台发送的非航电设定参数，以模拟产生非航电信号。

所述综合测试系统8内部以内部实时网交换机81为核心的连接形式，参见附图7，将采集控制计算机85、采集计算机82连接到内部实时网交换机81上，采集计算机数量可以根据测试需求有所增减，，其中采集计算机82完成对被测航电系统中待测量的采集，例如：开关量、模拟量、频率量、同步器量、RS-422信号、ARINC429信号、GJB289A总线信号和视频画面的采集、存储，并根据采集控制计算机85的统一控制将相应所采集数据送往采集控制计算机85；采集控制计算机85通过实时网为采集计算机广播统一的时间戳，并将由自身控制而收到的采集数据通过实时网交换机13发往测试总控台6，并接收测试总控台发出的开始采集和停止采集命令，以控制相应的采集计算机完成某一过程的数据采集。

对某步骤的自动测试过程如下：

判断和记录系统9对这些数据进行自动判断；

数据自动判断的过程如下：

2数据类型：包括意义型、整型、浮点型；

本实施例所述航电系统测试中使用到的自动测试系统，该系统通过将外挂物模拟器、各目标模拟器、通导激励器、载机飞行仿真器等测试辅助设备进行实时网的连接，自动控制各测试辅助设备在每个检查步骤产生具有严格时序的信号，并且在测试总控台的控制下，通过一种可以被称为检索式自动判断的方法，来完成数据正确性的判断，从而完成自动测试，通过该实施例，有效提高了航电系统测试的效率，并在很大程度上提高了自动测试的全面性。

实施例2

参见附图2，被测航电系统1中包括控制系统、远程终端1、远程终端2。雷达目标模拟器与远程终端2通过射频电缆连接；为远程终端2提供模拟的目标数据；载机飞行仿真器与远程终端1连接通过ARINC429总线连接，为远程终端1提供模拟的载机飞行参数；远程终端1、远程终端2和控制与综合测试系统通过总线连接，使综合测试系统采集被测航电系统的数据；同时，雷达目标模拟器、载机飞行仿真器2、判断和记录系统9、综合测试系统8、测试总控台6、提示系统10通过光纤通道与实时网交换机13连接，实现整个自动测试系统在测试总控台的统一控制下完成测试。

在该测试步骤中，被测航电系统中控制系统、远程终端1和远程终端2的数据流传输如下：控制系统通过数据项1给远程终端1发送命令，通过数据项2给远程终端2发送命令；两个远程终端收到命令后，分别通过数据项3和数据项4返回状态，对于远程终端1返回的状态包括两种都是正确的，但要求响应时间在100ms以内，同时远程终端1在300ms后通过数据项5给远程终端2发送多拍不同于300ms前的稳定数据，要求多拍数据对应的时间差应小于200ms。

相应数据流图示如下：

该测试步骤对应的脚本编写如下：

过程1：

1数据项1：检索类型=0，数据类型=意义型，数值判断数目=1，值=a，检查时间差=否，时间基准=1，延时=0

2数据项2，检索类型=0，数据类型=意义型，数值判断数目=1，值=b，检查时间差=否，时间基准=2，延时=0

过程2：

1数据项3：检索类型=0，数据类型=意义型，数值判断数目=2，值=c或h，检查时间差=是，时间差范围=100ms，时间基准=0，上一时间基准=1，延时=0

2数据项4：检索类型=0，数据类型=意义型，数值判断数目=1，值=数据d，检查时间差=否，时间基准=0，上一时间基准=2，延时=0

3数据项5：检索类型=1，数据类型=浮点型，数值判断数目=1，值=数据e，检查时间差=否，时间基准=1，上一时间基准=1，延时=300ms

过程3：

1数据项6：检索类型=1，数据类型=浮点型，数值判断数目=0，检查时间差=是，时间差范围=200ms，时间基准=0，上一时间基准=1

利用上述脚本进行判断：

首先在数据项1和数据项2中，检索数据a和数据b，对应时间假设分别为时间1和时间2；之后，在数据项3中在时间1后检索数据c或h，在数据4中在时间2后检索数据d，假设检索到的c和d出现时间分别为时间3和时间4，判断时间3与时间1的差值小于等于100ms，同时在数据项5中，在时间1延时300ms后提取一个数据，判断该数据应为e，对应时间假设为时间5；最后在数据项5中，在时间5后，提取一个数据，判断该数据的时间应与时间5相差在200ms以内。

如果上述判断过程能够进行完毕，则该测试步骤的判断是正确的。

Claims

1.一种航电系统的自动测试系统，连接到被测的航电系统（1）中，其特征在于：所述航电系统的自动测试系统构成如下：载机飞行仿真器（2）、外挂物模拟器（3）、通导激励器（4）、非航电系统仿真器（5）、测试总控台（6）、各目标模拟器（7）、综合测试系统（8）、判断和记录系统（9）、提示系统（10）；其中：

载机飞行仿真器（2）与航电系统的惯性导航装置和大气数据计算机相连接，外挂物模拟器（3）、通导激励器（4）、非航电系统仿真器（5）、各目标模拟器（7）、综合测试系统（8）分别与航电系统（1）相连接；载机飞行仿真器（2）、外挂物模拟器（3）、通导激励器（4）、非航电系统仿真器（5）、各目标模拟器（7）、综合测试系统（8）、判断和记录系统（9）、提示系统（10）分别通过实时网与测试总控台（6）相连接。

2.按照权利要求1所述航电系统的自动测试系统，其特征在于：所述载机飞行仿真器（2）采用计算机安装板卡（21）的形式，载机飞行仿真器（2）包括板卡（21）和实时网卡（14），其中板卡（21）通过板卡通道将载机飞行仿真器内计算模块生成的载机飞行参数发送给被测航电系统（1）中的惯性导航设备（11）和大气数据计算机（12）；实时网卡（14）通过光纤通道与实时网交换机（13）连接，从而连接到自动测试系统中，实现接收测试总控台（6）发送的载机初始状态参数以及变化控制，据此进行载机飞行参数的计算，以将飞行参数计算结果发送给被测航电系统（1）；同时，载机飞行仿真器（2）接收测试总控台（6）发送的目标初始状态参数以及变化控制，据此进行目标的飞行仿真，并将目标的实时飞行参数返回给测试总控台（1），以转发给各目标模拟器（7）。

3.按照权利要求2所述航电系统的自动测试系统，其特征在于：所述通导激励器（4）模拟航电系统接收的无线电环境，并通过射频注入的方式送给被测的航电系统中的通导设备。

4.按照权利要求3所述航电系统的自动测试系统，其特征在于：所述各目标模拟器（7）是多个目标模拟器，每个模拟器都配装实时网卡（14），连接到自动测试系统的实时网交换机（13）上，接收自动测试系统从载机飞行仿真器（2）转发的目标飞行参数，以完成相应目标信号的产生，并最终以射频注入的方式或辐射方式送给被测航电系统中相应的传感器装置。

5.按照权利要求4所述航电系统的自动测试系统，其特征在于：所述综合测试系统（8）内部以内部实时网交换机（81）为核心的连接形式，将采集控制计算机（85）、采集计算机（82）连接到内部实时网交换机（81）上，其中采集计算机（82）完成对被测航电系统中待测量的采集，并根据采集控制计算机（85）的统一控制将相应所采集数据送往采集控制计算机（85）；采集控制计算机（85）通过实时网为采集计算机广播统一的时间戳，并将由自身控制而收到的采集数据通过实时网交换机（13）发往测试总控台（6），并接收测试总控台发出的开始采集和停止采集命令，以控制相应的采集计算机完成某一过程的数据采集。

6.按照权利要求5所述航电系统的自动测试系统，其特征在于：所述板卡（21）具体为ARINC429板卡。

7.按照权利要求6所述航电系统的自动测试系统，其特征在于：所述载机飞行仿真器（2）通过HB6069总线与航电系统相连接，所述外挂物模拟器（3）通过总线和/或离散量电缆与航电系统（1）相连接，非航电系统仿真器（5）通过RS-422总线与航电系统相连接，综合测试系统（8）通过总线与非总线与航电系统相连接。

8.按照权利要求7所述航电系统的自动测试系统，其特征在于：所述综合测试系统（8）内装载脚本。