CN108037469B - 飞机电源特性测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及测试技术领域，公开了一种飞机电源特性测试系统及方法。其包括：可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置均通信连接测试主机；测试网络自动切换装置与测试主机电连接；可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置均连接测试网络自动切换装置，并通过测试网络自动切换装置构成至少两种可切换的测试网络；测试主机用于根据输入的测试项目控制测试网络自动切换装置将测试网络切换至与测试项目对应的目标测试网络，并用于控制可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置输出与测试项目对应的测试信号。本发明能自动测试更多测试项目，有利于提高测试效率。

Description

飞机电源特性测试系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及电源特性测试技术领域，特别涉及一种飞机电源特性测试系统及方法。

背景技术

随着电子技术发展，多电飞机(More-Electric-Aircraft，简称MEA)技术也得到了快速的发展。第一代多电飞机采用高压直流电源，能够向飞机提供270V高压电源，并具有向飞机提供应急电力的能力；第二代多电飞机采用起动发电机，电容量显著增大；第三代多电飞机技术采用组合动力装置，功率更大。多电飞机为用电设备提供了以下两种电源：高压直流电源、变压变频电源。由于多电飞机新的电气系统结构、新的负载要求和电力电子设备在航空上的应用，对电源品质有了新的要求，对飞机电源特性尤其是大功率供电、配电设备及不同负载设备的测试技术研究与应用也迫在眉睫。

飞机实际供电环境复杂，存在电压浪涌、供电中断以及电压尖峰等情况，而各用电设备需保证能够承受飞机供电系统产生的用电冲击及瞬间电压波动等，因此，为了保证机载电气电子设备在实际供电环境下能安全运行，各国制定了相应的飞机供电特性标准，明确机载供电以及用电设备的电源特性要求，我国针对于飞机供电系统外部电源与用电系统输入端供电特性制定了GJB181-86，GJB181A-2003等标准，标准中对电源特性测试要求及方法均作了规定。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：目前，国内多个生产厂家及研究机构研制了不同适用范围的飞机电源特性测试设备，主要存在以下几个方面的问题：测试对象功率较小，各厂家研制的设备都是针对小功率设备；测试功能单一，测试项目都是针对低压直流测试、脉冲以及尖峰测试等；在对飞机电源特性进行全面测试时接线复杂、操作繁琐，容易出错。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种飞机电源特性测试系统及方法，不仅能够测试更多测试项目，而且可自动完成所有测试项目，从而可避免繁琐的操作，有利于提高测试效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种飞机电源特性测试系统，包括：测试主机、可编程四象限线性测试装置、异常注入测试装置以及测试网络自动切换装置；所述可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置均通信连接所述测试主机；所述测试网络自动切换装置与所述测试主机电连接；所述可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置均连接所述测试网络自动切换装置，并通过所述测试网络自动切换装置构成至少两种可切换的测试网络；所述测试主机用于根据输入的测试项目控制所述测试网络自动切换装置将测试网络切换至与所述测试项目对应的目标测试网络，并用于控制所述可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置输出与所述测试项目对应的测试信号。

本发明的实施方式还提供了一种飞机电源特性测试方法，应用于如前所述的飞机电源特性测试系统，所述方法包括：所述测试主机输入测试项目，并根据所述测试项目控制所述测试网络自动切换装置将测试网络切换至与所述测试项目对应的目标测试网络，且控制所述可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置输出与所述测试项目对应的测试信号。

本发明实施方式相对于现有技术而言，可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置均连接测试网络自动切换装置，并通过测试网络自动切换装置构成至少两种可切换的测试网络，而测试主机则用于根据输入的测试项目控制测试网络自动切换装置将测试网络切换至与测试项目对应的目标测试网络，并用于控制可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置输出与测试项目对应的测试信号，从而自动完成不同测试网络下的更多测试项目的测试，同时避免了在不同测试网络切换过程中的繁琐的接插线操作，不仅可减少出错机会，而且可使测试效率大幅提升。

另外，所述异常注入测试装置包括：高频低压测试装置和/或暂态脉冲测试装置。

另外，所述测试网络自动切换装置包括：高频低压切换模块、A相畸变LISN、B相畸变LISN、C相畸变LISN、耦合器变压器、A相畸变LISN切换模块、B相畸变LISN切换模块、C相畸变LISN切换模块、A相耦合器切换模块、B相耦合器切换模块以及C相耦合器切换模块；所述A相畸变LISN切换模块、B相畸变LISN切换模块、C相畸变LISN切换模块、A相耦合器切换模块、B相耦合器切换模块以及C相耦合器切换模块均连接所述测试主机；所述A相畸变LISN以及所述A相畸变LISN切换模块均连接在所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路以及地线之间，且所述A相畸变LISN切换模块用于将所述A相畸变LISN与所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路接通或者旁路；所述B相畸变LISN以及所述B相畸变LISN切换模块均连接在所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路以及地线之间，且所述B相畸变LISN切换模块用于将所述B相畸变LISN与所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路接通或者旁路；所述C相畸变LISN以及所述C相畸变LISN切换模块均连接在所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路以及地线之间，且所述C相畸变LISN切换模块用于将所述C相畸变LISN与所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路接通或者旁路；所述耦合器变压器的输入端连接所述高频低压测试装置，所述耦合器变压器的输出端分别通过所述A相耦合器切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路，通过所述B相耦合器切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路，通过所述C相耦合器切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路；所述高频低压切换模块连接在所述可编程四象限线性测试装置的A、B以及C相输出线路，且用于切换所述耦合器变压器是否接入所述可编程四象限线性测试装置的A、B以及C相输出线路。从而使得本实施方式的飞机电源特性测试系统能够自动完成基于常规测试以及畸变频谱测试网络的测试项目的测试。

另外，所述测试网络自动切换装置还包括：A相脉冲切换模块、B相脉冲切换模块以及C相脉冲切换模块；所述暂态脉冲测试装置分别通过所述A相脉冲切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路，通过所述B相脉冲切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路，通过所述C相脉冲切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路；所述高频低压切换模块还用于切换所述暂态脉冲测试装置是否接入所述可编程四象限线性测试装置的A、B以及C相输出线路；所述A相畸变LISN包括：第一电感以及第一电容；所述B相畸变LISN包括：第二电感以及第二电容；所述C相畸变LISN包括：第三电感以及第三电容；所述A相畸变LISN切换模块包括：第一电感切换子模块以及第一电容切换子模块，所述第一电感切换子模块包括：第一接触器、第二接触器以及第三接触器；所述第一接触器、第一电感以及第二接触器依次串联后与所述第三接触器并联，再连接所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路；其中，所述第一接触器与第二接触器用于将所述第一电感与所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路接通或者断开，所述第三接触器用于将所述第一电感与所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路接通或者旁路；所述第一电容切换子模块为第四接触器；所述第四接触器与所述第一电容串接后连接在所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路以及地线之间；所述B相畸变LISN切换模块包括：第二电感切换子模块以及第二电容切换子模块，所述第二电感切换子模块包括：第五接触器、第六接触器以及第七接触器；所述第五接触器、第二电感以及第六接触器依次串联后与所述第七接触器并联，再连接所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路；其中，所述第五接触器与第六接触器用于将所述第二电感与所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路接通或者断开，所述第七接触器用于将所述第二电感与所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路接通或者旁路；所述第二电容切换子模块为第八接触器；所述第八接触器与所述第二电容串接后连接在所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路以及地线之间；所述C相畸变LISN切换模块包括：第三电感切换子模块以及第三电容切换子模块，所述第三电感切换子模块包括：第九接触器、第十接触器以及第十一接触器；所述第九接触器、第三电感以及第十接触器依次串联后与所述第十一接触器并联，再连接所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路；其中，所述第九接触器与第十接触器用于将所述第三电感与所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路接通或者断开，所述第十一接触器用于将所述第三电感与所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路接通或者旁路；所述第三电容切换子模块为第十二接触器；所述第十二接触器与所述第三电容串接后连接在所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路以及地线之间；所述测试网络自动切换装置还包括：第四电容、第四电容A相切换模块、第四电容B相切换模块以及第四电容C相切换模块；所述第四电容分别通过所述第四电容A相切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路，通过所述第四电容B相切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路，通过所述第四电容C相切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路；其中，所述第一电容、第二电容以及所述第三电容分别与所述第四电容两两组合形成A、B以及C相尖峰注入LISN。从而使得本实施方式的飞机电源特性测试系统能够实现基于常规测试、畸变频谱测试以及尖峰信号注入测试等的三种测试网络的测试项目的自动测试，并且通过复用第一电容、第二电容以及第三电容简化了测试网络自动切换装置。

另外，所述测试网络自动切换装置还包括：第四电感以及第四电感切换模块；所述第四电感切换模块用于将所述第四电感与所述可编程四象限线性测试装置的零线接通或者旁路；其中，所述第一电感、第一电容以及所述第四电感形成单相A相畸变LISN，所述第二电感、第二电容以及所述第四电感形成单相B相畸变LISN，所述第三电感、第三电容以及所述第四电感形成单相C相畸变LISN。从而使得本实施方式的飞机电源特性测试系统能够实现基于常规测试、畸变频谱测试、尖峰信号注入测试以及单相交流畸变频谱测试等的四种测试网络的测试项目的自动测试，并且通过复用相关器件简化了测试网络自动切换装置。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式飞机电源特性测试系统的结构框图；

图2是根据本发明第一实施方式飞机电源特性测试系统的结构示意图；

图3是根据本发明第一实施方式飞机电源特性测试系统构成的常规测试线路的结构示意图；

图4是根据本发明第一实施方式飞机电源特性测试系统构成的单相畸变频谱测试线路的结构示意图；

图5是根据本发明第一实施方式飞机电源特性测试系统构成的三相交流畸变频谱测试线路的结构示意图；

图6是根据本发明第一实施方式飞机电源特性测试系统构成的尖峰信号注入线路的结构示意图；

图7是根据本发明第二实施方式飞机电源特性测试系统的结构框图；

图8是根据本发明第三实施方式飞机电源特性测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种飞机电源特性测试系统，如图1所示，该系统包括测试主机1、可编程四象限线性测试装置2、异常注入测试装置(即高频低压测试装置3、暂态脉冲测试装置4)以及测试网络自动切换装置5。可编程四象限线性测试装置2、高频低压测试装置3以及暂态脉冲测试装置4均通信连接测试主机1，测试网络自动切换装置5与测试主机1电连接。可编程四象限线性测试装置2、高频低压测试装置3以及暂态脉冲测试装置4均连接测试网络自动切换装置5，并通过测试网络自动切换装置5构成至少两种可切换的测试网络。测试主机1用于根据输入的测试项目控制测试网络自动切换装置5将测试网络切换至与测试项目对应的目标测试网络，并用于控制可编程四象限线性测试装置2、高频低压测试装置3以及暂态脉冲测试装置4输出与测试项目对应的测试信号。本实施方式对于异常注入测试装置不作具体限制。在一些例子中，异常注入测试装置还可以为高频低压测试装置3或者暂态脉冲测试装置4。本发明实施方式相对于现有技术而言，可编程四象限线性测试装置、高频低压测试装置以及暂态脉冲测试装置均连接测试网络自动切换装置，并通过测试网络自动切换装置构成至少两种可切换的测试网络，而测试主机则用于根据输入的测试项目控制测试网络自动切换装置将测试网络切换至与测试项目对应的目标测试网络，并用于控制可编程四象限线性测试装置、高频低压测试装置以及暂态脉冲测试装置输出与测试项目对应的测试信号，从而自动完成不同测试网络下的更多测试项目的测试，同时避免了在不同测试网络切换过程中的繁琐的接插线操作，不仅可减少出错机会，而且可使测试效率大幅提升。下面对本实施方式的飞机电源特性测试系统的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本实施方式中，测试主机1例如通过数据线通用接口总线(General-PurposeInterface Bus，简称GPIB)与可编程四象限线性测试装置2连接，通过以太网与高频低压测试装置3相连，通过串口与暂态脉冲测试装置4连接，本实施方式对这些均不作具体限制。测试主机1需要通过硬线与测试网络自动切换装置5相连。

如图2所示，本实施方式的飞机电源特性测试系统的测试网络自动切换装置包括：高频低压切换模块、A相畸变LISN(Line Impedance Stabilization Network，线路阻抗稳定网络，简称LISN)、B相畸变LISN、C相畸变LISN、耦合器变压器50、A相畸变LISN切换模块、B相畸变LISN切换模块、C相畸变LISN切换模块、A相耦合器切换模块、B相耦合器切换模块以及C相耦合器切换模块。其中，A相畸变LISN切换模块、B相畸变LISN切换模块、C相畸变LISN切换模块、A相耦合器切换模块、B相耦合器切换模块以及C相耦合器切换模块均连接测试主机1(图未示)。A相畸变LISN以及A相畸变LISN切换模块均连接在可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路以及地线之间，且A相畸变LISN切换模块用于将A相畸变LISN与可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路接通或者旁路。B相畸变LISN以及B相畸变LISN切换模块均连接在可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路以及地线之间，且B相畸变LISN切换模块用于将B相畸变LISN与可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路接通或者旁路。C相畸变LISN以及C相畸变LISN切换模块均连接在可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路以及地线之间，且C相畸变LISN切换模块用于将C相畸变LISN与可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路接通或者旁路。耦合器变压器的输入端连接高频低压测试装置3，耦合器变压器的输出端分别通过A相耦合器切换模块连接可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路，通过B相耦合器切换模块连接可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路，通过C相耦合器切换模块连接可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路。高频低压切换模块连接在可编程四象限线性测试装置2的A、B以及C相输出线路，且用于切换耦合器变压器是否接入可编程四象限线性测试装置2的A、B以及C相输出线路。

具体而言，A相畸变LISN包括：第一电感L1以及第一电容C1。B相畸变LISN包括：第二电感L2以及第二电容C2。C相畸变LISN包括：第三电感L3以及第三电容C3。A相畸变LISN切换模块包括：第一电感切换子模块以及第一电容切换子模块。其中，第一电感切换子模块包括：第一接触器K301_1、第二接触器K303_1以及第三接触器K302_1，第一接触器K301_1、第一电感L1以及第二接触器K303_1依次串联后与第三接触器K302_1并联，再连接可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路。其中，第一接触器K301_1与第二接触器K303_1用于将第一电感L1与可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路接通或者断开，第三接触器K302_1用于将第一电感L1与可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路接通或者旁路。第一电容切换子模块为第四接触器K102，第四接触器K102与第一电容C1串接后连接在可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路以及地线(即GND)之间。B相畸变LISN切换模块包括：第二电感切换子模块以及第二电容切换子模块，第二电感切换子模块包括：第五接触器K301_2、第六接触器K303_2以及第七接触器K302_2。第五接触器K301_2、第二电感L2以及第六接触器K303_2依次串联后与第七接触器K302_2并联，再连接可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路。其中，第五接触器K301_2与第六接触器K303_2用于将第二电感L2与可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路接通或者断开，第七接触器K302_2用于将第二电感L2与可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路接通或者旁路。第二电容切换子模块为第八接触器K103，第八接触器K103与第二电容C2串接后连接在可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路以及地线之间。C相畸变LISN切换模块包括：第三电感切换子模块以及第三电容切换子模块，第三电感切换子模块包括：第九接触器K301_3、第十接触器K303_3以及第十一接触器K302_3。第九接触器K301_3、第三电感L3以及第十接触器K303_3依次串联后与第十一接触器K302_3并联，再连接可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路。其中，第九接触器K301_3与第十接触器K303_3用于将第三电感L3与可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路接通或者断开，第十一接触器K302_3用于将第三电感L3与可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路接通或者旁路。第三电容切换子模块为第十二接触器K104，第十二接触器K104与第三电容C3串接后连接在可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路以及地线之间。

A相耦合器切换模块包括：第十三接触器K202_1、第十四接触器K202_2、第十五接触器K204_1以及第十六接触器K204_2。B相耦合器切换模块包括：第十三接触器K202_1、第十四接触器K202_2、第十七接触器K205_1以及第十八接触器K205_2。C相耦合器切换模块包括：第十三接触器K202_1、第十四接触器K202_2、第十九接触器K206_1以及第二十接触器K206_2。不难发现，本实施方式中，A、B以及C相耦合器切换模块共用第十三接触器K202_1以及第十四接触器K202_2，从而有利于简化测试网络自动切换装置，节省成本。应当理解，本实施方式对于A、B以及C相耦合器切换模块的具体结构不做限制。

第十三接触器K202_1的第一端连接耦合器变压器输出端的第一端，第十五接触器K204_1连接在第十三接触器K202_1的第二端与可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路之间，第十七接触器K205_1连接在第十三接触器K202_1的第二端与可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路之间，第十九接触器K206_1连接在第十三接触器K202_1的第二端与可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路之间。

第十四接触器202_2的第一端连接耦合器变压器输出端的第二端，第十六接触器K204_2连接在第十四接触器202_2的第二端与可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路之间，第十八接触器K205_2连接在第十四接触器K202_2的第二端与可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路之间，第二十接触器K206_2连接在第十四接触器202_2的第二端与可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路之间。

需要说明的是，由于本实施方式需实现直流DC270V以及交流AC115V@400Hz等不同电压类型的被测设备的测试，同时电流可达200A，因此，需要接触器能够同时适应交流以及直流工作环境。举例而言，本实施方式中的接触器可以选用施耐德公司型号为LC1D150BD的接触器，以便满足测试的要求。本实施方式对于接触器的选型不作具体限制。

本实施方式中，测试网络自动切换装置还包括：A相脉冲切换模块、B相脉冲切换模块、C相脉冲切换模块、第四电容、第四电容A相切换模块、第四电容B相切换模块以及第四电容C相切换模块。

其中，暂态脉冲测试装置4分别通过A相脉冲切换模块连接可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路，通过B相脉冲切换模块连接可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路，通过C相脉冲切换模块连接可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路。高频低压切换模块还用于切换暂态脉冲测试装置4是否接入可编程四象限线性测试装置2的A、B以及C相输出线路。

第四电容C4分别通过第四电容A相切换模块连接可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路，通过第四电容B相切换模块连接可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路，通过第四电容C相切换模块连接可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路。其中，第一电容、第二电容以及第三电容分别与第四电容两两组合形成A、B以及C相尖峰注入LISN，即第一电容与第四电容可组合形成A相尖峰注入LISN，第二电容与第四电容可组合形成B相尖峰注入LISN，第三电容与第四电容可组合形成C相尖峰注入LISN。如图2所示，第四电容A相切换模块具体为第三十五接触器K105，第四电容B相切换模块具体为第三十六接触器K106，第四电容C相切换模块具体为第三十七接触器K107。

具体地，A相脉冲切换模块包括：第二十一接触器K203_1、第二十二接触器K203_2、第十五接触器K204_1以及第十六接触器K204_2。B相脉冲切换模块包括：第二十一接触器K203_1、第二十二接触器K203_2、第十七接触器K205_1以及第十八接触器K205_2。C相脉冲切换模块包括：第二十一接触器K203_1、第二十二接触器K203_2、第十九接触器K206_1以及第二十接触器K206_2。其中，第二十一接触器K203_1的第一端连接暂态脉冲测试装置4的输入端，第二十二接触器K203_2的第一端连接在暂态脉冲测试装置4的输出端，第十五接触器还连接在第二十一接触器K203_1的第二端以及可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路之间，第十六接触器还连接在第二十二接触器的第二端以及可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路之间。第十七接触器还连接在第二十一接触器的第二端以及可编程四象限线性测试装置的B相输出线路之间，第十八接触器还连接在第二十二接触器的第二端以及可编程四象限线性测试装置的B相输出线路之间。第十九接触器还连接在第二十一接触器的第二端以及可编程四象限线性测试装置的C相输出线路之间，第二十接触器还连接在第二十二接触器的第二端以及可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路之间。不难发现，本实施方式中，A相耦合器切换模块与A相脉冲切换模块共用第十五接触器K204_1以及第十六接触器K204_2，B相耦合器切换模块与B相脉冲切换模块共用第十七接触器K205_1以及第十八接触器K205_2，而B相耦合器切换模块与B相脉冲切换模块共用第十九接触器K206_1以及第二十接触器K206_2。同时，A、B以及C相脉冲切换模块之间还共用第二十一接触器K203_1、第二十二接触器K203_2，从而可以大幅简化测试网络自动切换装置。

本实施方式中，测试网络自动切换装置5还可以包括：第四电感L4以及第四电感切换模块。第四电感切换模块用于将第四电感L4与可编程四象限线性测试装置2的零线(图2中用N表示)接通或者旁路。其中，第一电感L1、第一电容C1以及第四电感L4可以形成单相A相畸变LISN，第二电感L2、第二电容C2以及第四电感L4可以形成单相B相畸变LISN，第三电感L3、第三电容C3以及第四电感L4可以形成单相C相畸变LISN。具体地，第四电感切换模块包括：第二十三接触器K201_1、第二十四接触器K201_2以及第二十五接触器K110。其中，第二十三接触器K201_1、第四电感L4以及第二十四接触器K201_2依次串联后与第二十五接触器K110并联，再连接可编程四象限线性测试装置2的零线。第二十三接触器K201_1以及第二十四接触器K201_2用于将第四电感以及可编程四象限线性测试装置2的零线接通或者断开，而第二十五接触器K110用于将第四电感与可编程四象限线性测试装置2的零线接通或者旁路。

本实施方式中，高频低压切换模块具体包括：第二十六接触器K304_1、第二十七接触器K304_2以及第二十八接触器K304_3，其中，第二十六接触器K304_1用于将高频低压测试装置或暂态脉冲测试装置与可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路接通或者旁路，第二十七接触器K304_2用于将高频低压测试装置或暂态脉冲测试装置与可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路接通或者旁路，第二十八接触器K304_3用于将高频低压测试装置或暂态脉冲测试装置与可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路接通或者旁路。

本实施方式中，测试网络自动切换装置还包括三相输出切换模块。三相输出切换模块连接在可编程四象限线性测试装置2的A、B以及C相输出线路，并用于接通或者断开可编程四象限线性测试装置2与被测设备UUT之间的A、B以及C相输出线路。举例而言，三相输出切换模块可以包括：第二十九接触器K305_1、第三十接触器K305_2以第三十一接触器K305_3。其中，第二十九接触器K305_1用于接通或者断开可编程四象限线性测试装置2的A相输出线路，第三十接触器K305_2用于接通或者断开可编程四象限线性测试装置2的B相输出线路，第三十一接触器K305_3用于接通或者断开可编程四象限线性测试装置2的C相输出线路。本实施方式中，在可编程四象限线性测试装置2与被测设备6之间通过接触器隔离，不仅可以在测试过程中方便中断，同时可以方便地测量被测设备联入测试系统中的瞬态响应。

本实施方式中，测试网络自动切换装置还可以包括零地切换模块、零线切换模块以及地线切换模块。其中，零地切换模块连接在可编程四象限线性测试装置2的零线与地线之间，零线切换模块连接在可编程四象限线性测试装置2的零线上，地线切换模块连接在可编程四象限线性测试装置2的地线上。具体地，零地切换模块为第三十二接触器K108，并用于接通或者断开可编程四象限线性测试装置的零线与地线；零线切换模块为第三十三接触器K111，并用于接通或者断开可编程四象限线性测试装置2的零线；地线切换模块为第三十四接触器K101，并用于接通或者断开可编程四象限线性测试装置2的地线。

需要说明的是，本实施方式的飞机电源特性测试系统可通过测试网络自动切换装置在常规测试、单相交流畸变频谱测试、畸变频谱测试以及尖峰信号注入测试等的4种测试网络之间进行切换。应当理解，测试网络自动切换装置还可以构造成能够在上述四种测试网络中的任意两种之间进行切换，因此，本实施方式对于飞机电源特性测试系统以及网络自动切换装置均不作具体限制。

本实施方式的飞机电源特性测试系统可以用于但不限于测试基于GJB181A的测试项目。本实施方式的飞机电源特性测试系统可以通过测试网络自动切换装置在常规测试、单相交流畸变频谱测试、畸变频谱测试以及尖峰信号注入测试等的4种测试网络之间自动切换，且单相交流畸变频谱测试、畸变频谱测试以及尖峰信号注入测试可以根据测试要求自动接入不同的LISN。LISN是电力系统中电磁兼容测试中的一项重要辅助设备，它可以隔离电波干扰，提供稳定的测试阻抗，并起到滤波的作用。对于不同测试项目，其产生的电压信号被接入不同的电感或电容LISN。本实施方式中，第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3以及第四电感L4的感抗均为50uH(微亨)，第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3的容值均为10uF(微法)，第四电容C4的容值为0.01uF，本实施方式对于LISN中的各器件的取值不做具体限制。测试网络自动切换装置中的各接触器的执行情况与4种测试网络的对应关系如表1所示，4种测试网络的结构示意图分别如图3、4、5、6所示。如图4所示，可编程四象限线性测试装置2与高频低压测试装置3的耦合器变压器50之间连接LISN可以实现高频低压信号有效地传输给被测设备6。

表1

值得一提的是，在测试过程中，测试主机1具体用于根据GJB181A的测试项目的技术参数指标要求，控制可编程四象限线性测试装置2、高频低压测试装置3和/或暂态脉冲测试装置4输出对应的测试信号(电压信号)。其中，测试系统可按照正常工作、电源转换、非正常工作、应急供电、启动、电源故障以及耐瞬态电压等测试状态规定的测试项目，输出对应的电压信号，对被测设备6进行测试，同时测试主机1还可用于接收被控测试装置的反馈信号，实现对测试系统工作状态的监测。

本实施方式中，可编程四象限线性测试装置2可以采用德国Spitzenberger&Spies公司的PAS 60000，其可以实现不小于60千伏安(KVA)功率信号输出，同时可实现对115V@400赫兹(Hz)三相交流、115V@360Hz～800Hz三相交流、28V直流、270V高压直流等不同电制信号的模拟，由于可编程四象限线性测试装置具有良好的线性能力以及极快的大信号输出响应性，可方便实现GJB181A标准中规定的电压稳态、瞬态变化过程。

高频低压测试装置3可以采用德国Spitzenberger&Spies公司的LVA 1000，在进行电压畸变测试过程中，通过电压耦合器变压器将高频(例如1kVA的功率级信号，频率最高可达300kHz)低压信号耦合到可编程四象限线性测试装置与被测设备连接的主回路。

暂态脉冲测试装置4用于实现对600V尖峰信号的模拟，其通过测试网络自动切换装置5叠加在测试主回路中。

本实施方式中，飞机电源特性测试系统输出及指标参数如下表2，此处仅为参考，具体可参见GJB181A的规定。

表2

本实施方式中，在针对三相测试且同时需要高频低压测试装置或暂态脉冲测试装置配合的测试项目的测试过程中，在单相测试结束后，暂停测试，测试主机1控制测试网络自动切换装置自动将高频低压测试装置或暂态脉冲测试装置切换到下一相进行测试。

本实施方式中，飞机电源特性测试系统可以实现对GJB181A所规定的115V@400Hz交流、115V@360Hz～800Hz交流、28V直流、270V高压直流等的四种电制，进行正常工作、电源转换、非正常工作、应急供电、启动、电源故障以及耐瞬态电压等七种工作状态下的电源特性测试要求的所有测试项目的测试。不仅可以实现电压稳态、瞬态条件下的测试，同时满足脉冲、尖峰等极端条件要求的测试。系统采用可编程四象限线性测试装置，最大功率可达60KVA，尖峰等测试最大电流可达100A，测试网络承受电流可达200A，可满足飞机绝大部分设备的测试需求。

本实施方式中，在进行飞机电源特性测试过程中，只需测试人员将被测设备接入系统中，选择所需的测试项目，而飞机电源特性测试系统能够自动切换到对应的测试网络，并向被测设备提供该测试项目所需的测试信号，从而完成测试。

本实施方式与现有技术相比，可编程四象限线性测试装置、高频低压测试装置以及暂态脉冲测试装置均连接测试网络自动切换装置，并通过测试网络自动切换装置构成至少两种可切换的测试网络，而测试主机则用于根据输入的测试项目控制测试网络自动切换装置将测试网络切换至与测试项目对应的目标测试网络，并用于控制可编程四象限线性测试装置、高频低压测试装置以及暂态脉冲测试装置输出与测试项目对应的测试信号，从而自动完成不同测试网络下的更多测试项目的测试，同时避免了在不同测试网络切换过程中的繁琐的接插线操作，不仅可减少出错机会，而且可使测试效率大幅提升。

本发明的第二实施方式涉及一种飞机电源特性测试系统。第二实施方式在第一实施方式的基础上做出改进，主要改进之处在于：在第二实施方式中，飞机电源特性测试系统还包括：数据采集装置，用于对被测设备的状态信息进行采集分析，从而有利于进一步提高测试效率。

具体地，如图7所示，本实施方式的飞机电源特性测试系统还包括：通信连接于测试主机1的数据采集装置7。数据采集装置7连接在可编程四象限线性测试装置2与被测设备6之间的主回路上，并用于采集、分析被测设备的状态信息。其中，数据采集装置7还可以对被测设备的数据进行记录、分析并输出测试报告。需要说明的是，对被测设备的数据进行记录、分析并输出测试报告的任务即可以由数据采集装置独立完成，也可以由测试主机完成，本实施方式对这些不做具体限制。

本实施方式与前述实施方式相比，数据采集装置自动检测被测设备的状态，自动对数据进行记录、输出测试报告，因此，整个测试过程无需进行更改线路、连接设备等操作，只需选定测试项目，其他操作、流程均能够做到全自动执行，大大提高了测试效率。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第三实施方式涉及一种飞机电源特性测试方法，该方法应用于如第一或者第二实施方式所述的飞机电源特性测试系统。如图8所示，该方法包括步骤801至步骤803。

步骤801：测试主机输入测试项目。

步骤802：测试主机根据测试项目控制测试网络自动切换装置将测试网络切换至与测试项目对应的目标测试网络。

步骤803：测试主机控制可编程四象限线性测试装置、高频低压测试装置以及暂态脉冲测试装置输出与测试项目对应的测试信号。

其中，测试主机用于运行基于GJB181A的测试软件对复杂GJB181A测试流程实现全自动化的一键操作。在每次测试过程中，在被测设备与飞机电源特性测试系统连接后，用户只需输入被测设备所需测试的测试项目，测试主机即可控制测试网络自动切换装置将当前测试网络切换至与测试项目对应的目标测试网络，并控制可编程四象限线性测试装置、高频低压测试装置以及暂态脉冲测试装置输出与测试项目对应的测试信号。测试主机还可以用于检测各接触器的状态，并确定是否成功切换到目标测试网络。由于GJB181A要求的测试项目测试步骤较多，有些测试项目的步骤多达近百步，例如异常电压瞬变测试项目的测试步骤多达近70步，同时每步电压频率以及幅值的瞬变、稳定时间都有严格的要求，因此，可将这些测试步骤全部集成到测试软件中，从而可以直观通过测试软件对测试过程进展情况进行在线查看。同时由于可编程四象限线性测试装置的输出为带功率输出(最高60kVA)，测试过程中不仅要实现每个测试步骤所对应的信号的输出，同时还需要实现对测试系统以及被测设备进行安全保护，测试软件在实时输出控制指令的同时接收可编程四象限线性测试装置的状态信息，如出现运行异常的情况，立即停止执行，并在操作界面上提示用户故障出现的状态及原因说明，保证测试系统的安全运行。基于GJB181A的测试软件为了保证系统的安全运行，需基于可编程四象限线性测试装置提供的成熟的API(ApplicationProgramming Interface)函数进行开发，同时需经过严格测试，从而保证软件的正确性、完整性、安全性和质量。在一些例子中，还可以同时通过数据采集装置直观查看并存储测试结果，数据采集装置可以在测试结束后根据设定的测试项目自动分析该测试项目的测试结果，并输出测试报告。在测试过程中发现测试存在问题，还可以记录、提醒操作人员以便提前中断测试。本实施方式通过自动化的网络切换可以大大减轻不同测试项目测试时进行线路修改的工作量，同时减少人为接线引起的错误。

本实施方式与现有技术相比，可编程四象限线性测试装置、高频低压测试装置以及暂态脉冲测试装置均连接测试网络自动切换装置，并通过测试网络自动切换装置构成至少两种可切换的测试网络，而测试主机则用于根据输入的测试项目控制测试网络自动切换装置将测试网络切换至与测试项目对应的目标测试网络，并用于控制可编程四象限线性测试装置、高频低压测试装置以及暂态脉冲测试装置输出与测试项目对应的测试信号，从而自动完成不同测试网络下的更多测试项目的测试，同时避免了在不同测试网络切换过程中的繁琐的接插线操作，不仅可减少出错机会，而且可使测试效率大幅提升。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种飞机电源特性测试系统，其特征在于，包括：测试主机、可编程四象限线性测试装置、异常注入测试装置以及测试网络自动切换装置；

所述可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置均通信连接所述测试主机；

所述测试网络自动切换装置与所述测试主机电连接；

所述可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置均连接所述测试网络自动切换装置，并通过所述测试网络自动切换装置构成至少两种可切换的测试网络；

所述测试主机用于根据输入的测试项目控制所述测试网络自动切换装置将测试网络切换至与所述测试项目对应的目标测试网络，并用于控制所述可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置输出与所述测试项目对应的测试信号；

所述异常注入测试装置包括：高频低压测试装置和/或暂态脉冲测试装置；

所述测试网络自动切换装置包括：高频低压切换模块、A相畸变LISN、B相畸变LISN、C相畸变LISN、耦合器变压器、A相畸变LISN切换模块、B相畸变LISN切换模块、C相畸变LISN切换模块、A相耦合器切换模块、B相耦合器切换模块以及C相耦合器切换模块；

所述A相畸变LISN切换模块、B相畸变LISN切换模块、C相畸变LISN切换模块、A相耦合器切换模块、B相耦合器切换模块以及C相耦合器切换模块均连接所述测试主机；

所述A相畸变LISN以及所述A相畸变LISN切换模块均连接在所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路以及地线之间，且所述A相畸变LISN切换模块用于将所述A相畸变LISN与所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路接通或者旁路；

所述B相畸变LISN以及所述B相畸变LISN切换模块均连接在所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路以及地线之间，且所述B相畸变LISN切换模块用于将所述B相畸变LISN与所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路接通或者旁路；

所述C相畸变LISN以及所述C相畸变LISN切换模块均连接在所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路以及地线之间，且所述C相畸变LISN切换模块用于将所述C相畸变LISN与所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路接通或者旁路；

所述耦合器变压器的输入端连接所述高频低压测试装置，所述耦合器变压器的输出端分别通过所述A相耦合器切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路，通过所述B相耦合器切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路，通过所述C相耦合器切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路；

所述高频低压切换模块连接在所述可编程四象限线性测试装置的A、B以及C相输出线路，且用于切换所述耦合器变压器是否接入所述可编程四象限线性测试装置的A、B以及C相输出线路。

2.根据权利要求1所述的飞机电源特性测试系统，其特征在于，所述测试网络自动切换装置还包括：A相脉冲切换模块、B相脉冲切换模块以及C相脉冲切换模块；

所述暂态脉冲测试装置分别通过所述A相脉冲切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路，通过所述B相脉冲切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路，通过所述C相脉冲切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路；

所述高频低压切换模块还用于切换所述暂态脉冲测试装置是否接入所述可编程四象限线性测试装置的A、B以及C相输出线路；

所述A相畸变LISN包括：第一电感以及第一电容；

所述B相畸变LISN包括：第二电感以及第二电容；

所述C相畸变LISN包括：第三电感以及第三电容；

所述A相畸变LISN切换模块包括：第一电感切换子模块以及第一电容切换子模块，

所述第一电感切换子模块包括：第一接触器、第二接触器以及第三接触器；

所述第一接触器、第一电感以及第二接触器依次串联后与所述第三接触器并联，再连接所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路；其中，所述第一接触器与第二接触器用于将所述第一电感与所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路接通或者断开，所述第三接触器用于将所述第一电感与所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路接通或者旁路；

所述第一电容切换子模块为第四接触器；

所述第四接触器与所述第一电容串接后连接在所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路以及地线之间；

所述B相畸变LISN切换模块包括：第二电感切换子模块以及第二电容切换子模块，

所述第二电感切换子模块包括：第五接触器、第六接触器以及第七接触器；

所述第五接触器、第二电感以及第六接触器依次串联后与所述第七接触器并联，再连接所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路；其中，所述第五接触器与第六接触器用于将所述第二电感与所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路接通或者断开，所述第七接触器用于将所述第二电感与所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路接通或者旁路；

所述第二电容切换子模块为第八接触器；

所述第八接触器与所述第二电容串接后连接在所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路以及地线之间；

所述C相畸变LISN切换模块包括：第三电感切换子模块以及第三电容切换子模块，

所述第三电感切换子模块包括：第九接触器、第十接触器以及第十一接触器；

所述第九接触器、第三电感以及第十接触器依次串联后与所述第十一接触器并联，再连接所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路；其中，所述第九接触器与第十接触器用于将所述第三电感与所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路接通或者断开，所述第十一接触器用于将所述第三电感与所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路接通或者旁路；

所述第三电容切换子模块为第十二接触器；

所述第十二接触器与所述第三电容串接后连接在所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路以及地线之间；

所述测试网络自动切换装置还包括：第四电容、第四电容A相切换模块、第四电容B相切换模块以及第四电容C相切换模块；

所述第四电容分别通过所述第四电容A相切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路，通过所述第四电容B相切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路，通过所述第四电容C相切换模块连接所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路；

其中，所述第一电容、第二电容以及所述第三电容分别与所述第四电容两两组合形成A、B以及C相尖峰注入LISN。

3.根据权利要求2所述的飞机电源特性测试系统，其特征在于，所述测试网络自动切换装置还包括：第四电感以及第四电感切换模块；

所述第四电感切换模块用于将所述第四电感与所述可编程四象限线性测试装置的零线接通或者旁路；

其中，所述第一电感、第一电容以及所述第四电感形成单相A相畸变LISN，所述第二电感、第二电容以及所述第四电感形成单相B相畸变LISN，所述第三电感、第三电容以及所述第四电感形成单相C相畸变LISN。

4.根据权利要求3所述的飞机电源特性测试系统，其特征在于，所述A相耦合器切换模块包括：第十三接触器、第十四接触器、第十五接触器以及第十六接触器；所述B相耦合器切换模块包括：第十三接触器、第十四接触器、第十七接触器以及第十八接触器；所述C相耦合器切换模块包括：第十三接触器、第十四接触器、第十九接触器以及第二十接触器；

所述第十三接触器的第一端连接所述耦合器变压器输出端的第一端，所述第十五接触器连接在所述第十三接触器的第二端与所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路之间，所述第十七接触器连接在所述第十三接触器的第二端与所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路之间，所述第十九接触器连接在所述第十三接触器的第二端与所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路之间；

所述第十四接触器的第一端连接所述耦合器变压器输出端的第二端，所述第十六接触器连接在所述第十四接触器的第二端与所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路之间，所述第十八接触器连接在所述第十四接触器的第二端与所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路之间，所述第二十接触器连接在所述第十四接触器的第二端与所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路之间；

所述A相脉冲切换模块包括：第二十一接触器、第二十二接触器、所述第十五接触器以及所述第十六接触器；所述B相脉冲切换模块包括：第二十一接触器、第二十二接触器、所述第十七接触器以及所述第十八接触器；所述C相脉冲切换模块包括：第二十一接触器、第二十二接触器、所述第十九接触器以及所述第二十接触器；

所述第二十一接触器的第一端连接所述暂态脉冲测试装置的输入端，所述第二十二接触器的第一端连接在所述暂态脉冲测试装置的输出端；

所述第十五接触器还连接在所述第二十一接触器的第二端以及所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路之间，所述第十六接触器还连接在所述第二十二接触器的第二端以及所述可编程四象限线性测试装置的A相输出线路之间；

所述第十七接触器还连接在所述第二十一接触器的第二端以及所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路之间，所述第十八接触器还连接在所述第二十二接触器的第二端以及所述可编程四象限线性测试装置的B相输出线路之间；

所述第十九接触器还连接在所述第二十一接触器的第二端以及所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路之间，所述第二十接触器还连接在所述第二十二接触器的第二端以及所述可编程四象限线性测试装置的C相输出线路之间。

5.根据权利要求1所述的飞机电源特性测试系统，其特征在于，所述测试网络自动切换装置还包括三相输出切换模块；

所述三相输出切换模块连接在所述可编程四象限线性测试装置的A、B以及C相输出线路，并用于接通或者断开所述可编程四象限线性测试装置与被测设备之间的A、B以及C相输出线路。

6.根据权利要求1所述的飞机电源特性测试系统，其特征在于，所述测试网络自动切换装置还包括零地切换模块；

所述零地切换模块连接在所述可编程四象限线性测试装置的零线与地线之间。

7.根据权利要求1所述的飞机电源特性测试系统，其特征在于，所述飞机电源特性测试系统还包括通信连接于所述测试主机的数据采集装置；

所述数据采集装置连接在所述可编程四象限线性测试装置与被测设备之间的主回路上，并用于采集、分析所述被测设备的状态信息。

8.一种飞机电源特性测试方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7中任一项所述的飞机电源特性测试系统，所述方法包括：

所述测试主机输入测试项目，并根据所述测试项目控制所述测试网络自动切换装置将测试网络切换至与所述测试项目对应的目标测试网络，且控制所述可编程四象限线性测试装置以及异常注入测试装置输出与所述测试项目对应的测试信号。

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