CN111064532B - 无人平台遥控、遥测数据系统传输延时测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人平台遥控、遥测数据系统传输延时测试方法及系统,所述方法通过下述方式实现:通过示波器采集两路模拟信号,两路模拟信号波形的相位差即最终测试的传输延时;所述的两路模拟信号关系如下:以一路模拟信号作为激励输入至遥控地面站,经遥控地面站模数转换后传输至无人平台控制系统,经无人平台控制系统数模转换后变成另外一路模拟信号;两路模拟信号的幅值相等。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人平台遥控、遥测数据系统传输延时测试方法,尤其涉及一种用于测试地面无人平台、无人飞行器、无人潜航器的系统传输延时测试方法。
背景技术
无人平台在其系统设计及样机实验测试时需要对其遥控、遥测数据的传输延时进行测量并评估,保证其控制的准确性与反馈的实时性。由于单机测控设备及模块结构简单,通常对传输延时无要求。但是大型无人平台由于其单机设备及测控模块较多且系统结构复杂,其遥控、遥测数据的传输延时不可忽略。如果其系统传输延时较高,遥测数据不能快速反馈给遥控地面站系统,遥控数据不能快速下发给无人平台控制系统,可使其控制系统不收敛,最终导致整个无人平台系统失控。目前针对无人平台遥控、遥测数据系统传输延时无较精确有效的测试方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是:为了克服目前无较精确有效的测量无人平台遥控、遥测数据系统延时测试方法,本发明提供一种无人平台遥控、遥测数据系统传输延时测试方法及系统,该测试方法利用示波器的同步采样特性,可以准确的测量出遥控地面站与无人平台控制系统的遥控、遥测数据系统传输延时。
本发明解决技术的方案是:无人平台遥控、遥测数据系统传输延时测试方法,通过下述方式实现:通过示波器采集两路模拟信号,两路模拟信号波形的相位差即最终测试的传输延时;所述的两路模拟信号关系如下:以一路模拟信号作为激励输入至遥控地面站,经遥控地面站模数转换后传输至无人平台控制系统,经无人平台控制系统数模转换后变成另外一路模拟信号;两路模拟信号的幅值相等。
优选的,所述的两路模拟信号为正弦信号或方波信号。
优选的,针对作为激励输入至遥控地面站的一路模拟信号,初始化信号的频率和幅值,之后幅值不变,依次增大频率,当两路模拟信号相移90度时,从示波器读出的相位差即最终测试的传输延时。
无人平台遥控、遥测数据系统传输延时测试系统,包括示波器和信号发生器;
信号发生器生成一路标准模拟信号作为激励输入至遥控地面站,同时由示波器对该路标准模拟信号进行采集,遥控地面站对输入的模拟信号模数转换后传输至无人平台控制系统,无人平台控制系统对接收到数字量进行数模转换后输入至示波器;通过示波器采集两路模拟信号,两路模拟信号波形的相位差即最终测试的传输延时;所述两路模拟信号的幅值相等。
优选的,当遥控地面站输入量为数字量时,通过信号发生器生成一路方波信号作为标准模拟信号;当遥控地面站输入量为模拟量时,通过信号发生器生成一路正弦波信号作为标准模拟信号。
优选的,遥控地面站对输入的模拟信号模数转换后通过有线或者无线的方式传输至无人平台控制系统。
优选的,所述的信号发生器和示波器为标准仪器。
优选的,针对信号发生器生成的标准模拟信号,保持幅值不变,依次增大其频率,当两路模拟信号相移90度时,从示波器读出的相位差即最终测试的传输延时。
本发明适用于无人飞行器、地面无人平台、无人潜航器系统延时测量。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
本发明针目前全系统传输延时测试的测量精度差、方法效率不高的特点,独辟蹊径,巧妙的采用了一种简单的方案解决了一个一直想要解决的问题。本发明信号发生器生成的正弦波和方波信号可覆盖所有控制系统输入激励类型特征,并且利用了示波器的同步采样特性,在示波器屏幕上同时显示激励信号与响应信号,可以准确的测量出遥控地面站与无人平台控制系统的遥控、遥测数据系统传输延时。且所使用的信号发生器和示波器均为实验室常用计量仪器,此类设备均有检定周期,可保证测试系统具有较高的测试精度和较低的测试成本。
附图说明
图1是本发明测试方法示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明的无人平台遥控、遥测数据系统传输延时测试方法为,遥控地面站及其编写的附属软件(针对本发明测试单独编写的测试软件)通过其模拟量采集端口采集并接收信号发生器输入的模拟量信号(即标准模拟信号),模拟量信号可为正弦信号或方波信号。遥控地面站通过无线数据传输或有线数据传输的方式连接至无人平台控制系统。无人平台控制系统通过其模拟量输出端口输出模拟量信号,该信号波形是根据遥控地面站采集的信号发生器的输入信号,无人平台控制系统不经过任何计算直接输出至模拟量输出端口。
选择示波器一个通道连接信号发生器的输出端口,选择示波器另一端口连接无人平台控制系统的模拟量输出端口。通过示波器的波形窗口观察两个波形的相位差,即为无人平台遥控、遥测数据系统传输延时。
针对信号发生器生成的标准模拟信号,保持幅值不变,依次增大其频率,当两路模拟信号相移90度时,从示波器读出的相位差即最终测试的传输延时。
实施例
遥控地面站软件和无人平台控制系统软件安装于计算机平台上,其控制串口由交叉的RS-232接口总线连接。遥控地面站软件的模拟量采集输入端接信号发生器的输出端口,信号发生器发送正弦信号(频率1-50Hz)、幅值±10V;同时连接示波器通道1。无人平台控制系统的模拟信号输出端口连接示波器通道2。
遥控地面站软件采集信号发生器发送到模拟信号量数值,并将该数值通过RS-232接口传送给无人平台控制系统,无人平台控制系统根据该数值将其转变成模拟量进行等比例输出。通过示波器对边两个波形的相位差,本实施例中其相位差要小于100ms。
应用于无人飞行器、地面无人平台、无人潜航器等系统延时测量,以及其它低延时工业测控系统的延时测量。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员的公知常识。
Claims (5)
1.无人平台遥控、遥测数据系统传输延时测试方法,其特征在于通过下述方式实现:通过示波器采集两路模拟信号,两路模拟信号波形的相位差即最终测试的传输延时;所述的两路模拟信号关系如下:以一路模拟信号作为激励输入至遥控地面站,经遥控地面站模数转换后传输至无人平台控制系统,经无人平台控制系统数模转换后变成另外一路模拟信号;两路模拟信号的幅值相等;
针对作为激励输入至遥控地面站的一路模拟信号,初始化信号的频率和幅值,之后幅值不变,依次增大频率,当两路模拟信号相移90度时,从示波器读出的相位差即最终测试的传输延时;
当遥控地面站输入量为数字量时,通过信号发生器生成一路方波信号作为标准模拟信号;当遥控地面站输入量为模拟量时,通过信号发生器生成一路正弦波信号作为标准模拟信号;所述正弦波 信号的频率1-50Hz。
2.无人平台遥控、遥测数据系统传输延时测试系统,其特征在于:包括示波器和信号发生器;
信号发生器生成一路标准模拟信号作为激励输入至遥控地面站,同时由示波器对该路标准模拟信号进行采集,遥控地面站对输入的模拟信号模数转换后传输至无人平台控制系统,无人平台控制系统对接收到数字量进行数模转换后输入至示波器;通过示波器采集两路模拟信号,两路模拟信号波形的相位差即最终测试的传输延时;所述两路模拟信号的幅值相等;针对信号发生器生成的标准模拟信号,保持幅值不变,依次增大其频率,当两路模拟信号相移90度时,从示波器读出的相位差即最终测试的传输延时;
当遥控地面站输入量为数字量时,通过信号发生器生成一路方波信号作为标准模拟信号;当遥控地面站输入量为模拟量时,通过信号发生器生成一路正弦波信号作为标准模拟信号;所述正弦波 信号的频率1-50Hz。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:遥控地面站对输入的模拟信号模数转换后通过有线或者无线的方式传输至无人平台控制系统。
4.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:所述的信号发生器和示波器为标准仪器。
5.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:适用于无人飞行器、地面无人平台、无人潜航器系统延时测量。
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