CN108872749A - 一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，包括接地模块，运动控制模块，线缆连接模块，信号发生与采集模块。本发明模拟飞机上线缆敷设原型，通过改变线缆间距或对地高度完成对于线缆间串扰情况的测试，是对于多种敷设模型串扰程度测试的综合测试系统。本发明的有益效果：采用运动控制系统，可以精确控制线缆间距，节约了空间与测试成本；具有可扩性强，功能完善等优点。

Description

一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台

技术领域

本发明属于线缆架技术领域，特别涉及一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台。

背景技术

为节省飞行成本，飞机逐渐由传统飞机向多电飞机发展，多电飞机使用电能取代传统飞机的液压能和气能，使多电飞机使用的电气线缆数量增多，线缆敷设结构更加复杂。飞机线缆敷设时，既要考虑飞机空间结构以保证线缆能够在有限空间内顺利敷设，又要考虑线缆间和外界环境对线缆的电磁干扰以达到相关电磁防护的要求。国内进行飞机布线方案设计时，相关标准制定均参考国外成熟工艺，但相关工艺在国产飞机上适用性没有验证，且标准制定的相关理论依据不明确，制约了国内关于布线方案的自主设计。因此，需要对线缆敷设结构等相应规定进行研究与实物仿真。

国内外研究线缆间电磁干扰时所设计线缆架对于线缆位置均采用固定线缆位置的方法，固定线缆位置的方法精度低且变化范围受限严重。本系统通过使用伺服电机，实现线缆速度与位置的闭环控制。系统能够根据程序实现自动调节，避免了人为因素对实验精度的影响。布线模拟装置可以实现对飞机上原有敷设进行还原，并针对相关敷设参数(对地高度、间距等)进行试验验证，利于国产大飞机关于电气互联系统的自主研发。

发明内容

针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，以利于解决现行端接工艺对于线缆敷设方式缺少理论依据的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是通过基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台来对线缆不同敷设方式时串扰情况进行测试。

一种多电飞机布线模拟与自动化测试平台，包括测试设备、布线模拟装置、运动控制装置和工控机，所述测试设备包括信号发生与采集模块，信号发生模块可以任意一根线缆上施加信号，采集模块从另外一根线缆上实行信号采集。

所述运动控制装置包括运动控制板卡、伺服电机、信号转接箱和显示器，通过对运动控制板卡参数进行设置，板卡可以对通过信号转接箱对伺服电机进行控制，相关参数设置需要在显示器上进行。

所述布线模拟装置包括模组滑台、滑块和滚珠丝杠，滑块可以套接在滚珠丝杠上，滚珠丝杠可以嵌在模组滑台中，三者相互连接构成了一组模组。

所述模组滑台设有8个，每组滑块呈线性在地面与滑台之间滑动。

所述模组滑台上螺旋杆，滑块同为螺旋状，所述螺旋杆上滑块通过紧固作用使得线缆架中两根线缆处于完全伸直状态。

所述底座上模组滑台设有凸型槽，凸型槽为直接从布线模拟装置接地单元底板上开槽，使得原来的底板由平滑变为内陷，呈“凸”字状。

所述运动控制模块包括运动控制单元；其中运动控制单元受伺服电机控制，实现线缆不同敷设构型的搭建，是整个设备中线缆运动控制中心。

所述的运动控制单元通过工控机对伺服电机施加模拟信号，驱动电机按照给定转速和角度进行运动。线缆在水平方向或垂直方向都能保持一致

所述的信号发生模块的信号发生板卡选取高稳定度信号发生板卡，搭配实验平台可以生成任意波形以满足不同情况下干扰线缆上激励的要求。

所述的信号采集模块的信号采集单元选取高精度示波器，高精度示波器主要由板卡PXI-5164构成，可以采集微伏数量级信号，可以满足对被扰线缆上干扰信号的采集。

本发明的效果是：为飞机上端接工艺上线缆敷设提供理论依据，并为国产大飞机提供线缆敷设相关理论支持。

附图说明

图1是本发明基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台示意图；

图2是本发明的布线模拟装置示意图；

图3是本发明的线模拟装置垂直模组示意图；

图4是本发明的线模拟装置水平模组示意图；

图5是本发明的线模拟装置工作状态示意图。

图中：

1、接地模块 2、运动控制模块 3、线缆连接模块

4、信号发生与采集模块 5、布线模拟装置模块 6、接地单元

7、伺服电机 8、垂直模组滑台 9、水平模组滑台

11、布线模拟装置接地单元 12、测试设备接地单元

21、运动控制板卡

31、线缆连接单元 32、信号转接箱

41、任意波形发生板卡 42、高精度示波器 43、信号提取箱

51、干扰线缆连接敷设单元 52、被扰线缆连接敷设单元

81、垂直模组滑台底座 82、垂直模组滑台支撑柱 83、滑块

84、滚珠丝杠 85、垂直模组滑台连接处

91、水平模组滑台底座 92、水平模组滑台连接处 93、底座螺纹孔

94、水平模组滑台凸型槽

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台进行详细的说明。

如图1所示，本发明提供的基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，包括接地模块1、运动控制模块2、线缆连接模块3、信号发生与采集模块4和布线模拟装置模块5，接地模块包括布线模拟装置接地单元11和测试设备接地单元12，布线模拟装置接地单元主要用于被测线缆接地；测试设备接地单元主要用于为整个系统提供一个零电位参考面；运动控制模块2受伺服电机控制，实现线缆不同敷设构型的搭建，是整个设备中线缆运动控制中心，包括运动控制单元，负责对模组滑台进行控制，改变线缆敷设方式的控制中心；线缆连接模块3包括线缆连接单元31和信号转接箱32，线缆连接单元主要负责连接布线模拟装置与任意波形发生装置，信号转接箱主要用于实现布线模拟装置上航空插头与任意波形发生装置及普通线缆转接；信号发生与采集模块包括任意波形发生板卡41、高精度示波器42和信号提取箱43，信号发生单元利用任意波形发生板卡41产生相应的正弦信号或者模拟启动瞬间上升沿信号；采集单元主要是信号经由信号提取箱43，提取出被扰线缆上串扰信号；信号转接箱32用于被扰线缆上信号转移到采集模块；最后用高精度示波器42对信号提取箱43中信号进行提取。布线模拟装置模块包括线缆连接及敷设单元51、52。

如图2所示，布线模拟装置包括线缆连接及敷设单元51、52；线缆的两端分别固定在滑块9上，伺服电机7控制滚珠丝杠84的转动从而使得滑块83上下移动。垂直模组滑台8为滚珠丝杠84提供固定作用，水平模组滑台9通过直接安装在接地单元6侧面“凸”型槽94中确保竖直模组滑台8可以稳定运行。

图2中，布线模拟装置中6为接地单元，接地单元6通过与系统接地模块1相连，为布线模拟装置中敷设的线缆设备提供参考地面。

如图3所示，布线模拟装置中垂直模组滑台包括垂直模组滑台底座81、垂直模组滑台支撑柱82、滑块83、滚珠丝杠84、垂直模组滑台连接处85；其中垂直模组滑台底座81中“凹”型部分负责与水平模组滑台9中“凸”型槽94进行结合；垂直模组滑台支撑柱82为整个滑台的支撑部分；滑块83位置变化需要通过伺服电机7控制滚珠丝杠84转动实现；滑块83上进行开孔处理，保证线缆连接及敷设单元51、52的敷设情况；垂直模组滑台连接处85主要负责伺服电机7与滚珠丝杠84的连接。

如图4所示，垂直模组滑台底座81上“凹”型部分通过开孔可以使水平模组滑台9中的滚珠丝杠可以穿过以实现垂直模组滑台底座81水平位置上的移动；水平模组滑台底座91起固定水平模组滑台9中滚珠丝杠的作用；水平模组滑台连接处92负责连接伺服电机7与水平模组滑台中滚珠丝杠的连接；垂直模组滑台中滚珠丝杠84穿过底座螺纹孔93对垂直模组滑台进行固定；水平模组滑台“凸”型槽94负责与垂直模组滑台底座81中“凹”型部分结合，实现垂直模组滑台8水平位置的移动。

所述的伺服电机模块7可以带动4组垂直模组滑台8与4组水平模组滑台，每组线性模组上滑块83可以零距离接触，因此两根线缆间距变化可以从零开始，增加了对于线缆测量的范围。伺服电机7带动滚珠丝杠84进行转动，从而改变滚珠丝杠84上滑块83位置的变化，从而实现多种线缆敷设模型的搭建。模组上滑杆不是传统的光滑而是滚珠丝杠84，尽量减小摩擦用于实现高精度的控制。

所述的模组滑台中螺旋杆上滑块83可以提供紧固效果，以保证线缆架中两根线缆能够处于完全伸直状态，以确保测试准确性。为配合垂直模组滑台8与水平模组滑台9上滚珠丝杠84，杆上所选滑块83内孔同为螺旋状。螺旋杆与滑块可以完全贴合保证两个子模块之间由于接触问题形成的阻抗能尽可能的小。

所述的模组滑台“凸”型槽为直接从底板上开槽得到，既保证了系统完整性又增加系统可靠性。与水平滑轨垂直的竖直滑轨与水平模组滑台中螺旋杆应紧密贴合，保证滑块与底板是导通状态。由工控机控制的电机为伺服电机。通过工控机对伺服电机施加模拟信号，驱动电机按照给定转速和角度进行运动。伺服电机运动的高精度保证了线缆在水平方向或垂直方向都能保持一致，确保测试可靠性。

如图5所示，运动控制板卡21通过对布线模拟控制，通过在显示器22上对控制板卡相应参数的设置，可以实现利用运动控制板卡21对伺服电机7的控制，进而实现对伺服电机方向与角度的控制。线缆连接敷设单元51、52可以满足对飞机上原有敷设构型进行还原。任意波形发生板卡41产生的信号可以施加在线缆连接敷设单元51、52上，高精度示波器42可以对线缆连接敷设单元52、51上信号进行采集与显示。经过滑块83固定的线缆需要信号转接箱32从而使线缆上信号通过信号提取箱43对线缆上串扰信号进行提取。布线模拟装置中6为接地单元，为布线模拟装置中线缆连接敷设单元51、52提供参考地面，满足线缆敷设时对地高度的设置。

所述的运动控制模块的运动控制板卡21采用高精度运动控制板卡PXI-7350，配合实验平台显示器22可以对伺服电机实现方向和角度上高精度的控制。

所述的信号发生模块的信号发生板卡41选取高稳定度信号发生板卡PXI-5422，任意波形发生器搭配实验平台可以生成任意波形以满足不同情况下干扰线缆上激励的要求。

所述的信号采集模块的信号采集单元42选取高精度示波器，高精度示波器主要由板卡PXI-5164构成，可以采集微伏数量级信号，可以满足对被扰线缆上干扰信号的采集。

Claims (10)

1.一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：包括测试设备、布线模拟装置、运动控制装置和工控机，所述测试设备包括信号发生与采集模块，信号发生模块可以任意一根线缆上施加信号，采集模块从另外一根线缆上实行信号采集。

2.根据权利要求1所述的一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：所述运动控制装置包括运动控制板卡、伺服电机、信号转接箱和显示器，通过对运动控制板卡参数进行设置，板卡可以对通过信号转接箱对伺服电机进行控制，相关参数在显示器上设置。

3.根据权利要求1所述的一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：所述布线模拟装置包括模组滑台、滑块和滚珠丝杠，滑块可以套接在滚珠丝杠上，滚珠丝杠可以嵌在模组滑台中，三者相互连接构成了一组模组。

4.根据权利要求1所述的一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：所述模组滑台设有8个，每组滑块呈线性在地面与滑台之间滑动。

5.根据权利要求1所述的一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：所述模组滑台上螺旋杆，滑块同为螺旋状，所述螺旋杆上滑块通过紧固作用使得线缆架中两根线缆处于完全伸直状态。

6.根据权利要求4或5所述的一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：所述底座上模组滑台设有凸型槽。

7.根据权利要求1所述的一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：所述运动控制模块包括运动控制单元，其中运动控制单元受伺服电机控制，伺服电机中的转轴通过与运动控制单元中滚珠丝杠的铆接，实现线缆不同敷设构型的搭建，形成设备中线缆运动控制中心。

8.根据权利要求7所述的一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：所述的运动控制单元通过工控机对伺服电机施加模拟信号，驱动电机按照给定转速和角度进行运动，线缆在水平方向或垂直方向都能保持一致。

9.根据权利要求1所述的一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：所述的信号发生模块的信号发生板卡选取高稳定度信号发生板卡PXI-5422，搭配实验平台可以生成任意波形以满足不同情况下干扰线缆上激励的要求。

10.根据权利要求1所述的一种基于模拟多电飞机布线的自动化测试平台，其特征在于：所述的信号采集模块的信号采集单元选取高精度示波器，高精度示波器主要由板卡PXI-5164构成，可以采集微伏数量级信号，可以满足对被扰线缆上干扰信号的采集。