CN111559515B - 一种平流层飞艇执行机构非接入测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于平流层飞艇测试领域，提供了一种平流层飞艇执行机构非接入测试方法，包括以下步骤：通过判断平流层飞艇执行机构的类型，选用相应的传感器获取数据，由无线数据采集终端采集各无线传感器节点回传数据，并发送给状态判断软件，状态判断软件依据设定阈值判断平流层飞艇执行机构作动情况。本发明采用非接入测试方式，无需执行机构预留测试接口，不影响执行机构工作；系统易于搭建；系统能够自动判断执行机构状态，使得测试过程程序化，提高平流层飞艇地面集成测试的自动化程度和效率。
Description
技术领域
本发明属于平流层飞艇测试领域，具体涉及一种平流层飞艇执行机构的测试方法。
背景技术
平流层飞艇依靠浮升气体提供净升力，并通过执行机构实现各项调整和控制。通过控制执行机构，可改变飞艇囊体内空气和浮升气体的含量，改变自身配重，调整飞艇姿态和高度；可改变飞行方向和速度，实现动力飞行或区域驻留；也可在紧急情况下，对飞艇进行应急处置。
为保证平流层飞艇飞行试验的安全，在飞行试验前需对平流层飞艇进行测试，一般通过对比控制指令和执行机构作动情况来确认飞艇状态。当前的测试模式是通过人工观察判断执行机构的实际工作状态是否与指令及反馈信号一致。
然而仅通过人工值守的方式，所需测试人员多，自动化程度和测试效率低，测试结果过于依赖测试人员的观察判断。在进行测试时间长、测试内容重复的测试时，人员容易出现疲劳，可能存在判断失误的情况。
另外，平流层飞艇执行机构上安装的传感器未预留测试接口，仅供平流层飞艇系统自身判断所用，难以直接物理接入测试仪器获取数据。
目前，国内尚无针对平流层飞艇执行机构状态开展非接入测试的先例。如何针对平流层飞艇种类多样、数量众多，且不具备直接接入测试接口的执行机构开展自动化测试，成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决人工值守测试方式的低效率和可能造成误判的技术问题，为解决上述技术问题本发明提供了一种平流层飞艇执行机构非接入测试方法，包括如下步骤：
S1、确定平流层飞艇的执行机构，判断各执行机构的作动原理；
S2、根据执行机构的作动原理选用并架设无线传感器节点，搭建非接入测试系统；
该非接入测试系统包括无线传感器节点、无线数据采集终端、状态判断软件，其具体搭建方法如下所示：
S21、根据各执行机构的种类,选择相应的可非接入测试的无线传感器，并根据数量和位置架设好相应的无线传感器节点；
S22、架设无线数据采集终端，将其布置于对各无线传感器节点均可控的位置，并确认和所有无线传感器节点通信正常；
S23、将状态判断软件和无线数据采集终端连接，通过状态判断软件检测各无线传感器节点状态，确认正常则完成非接入测试系统的搭建；
S3、根据执行机构作动情况，利用状态判断软件设定不同状态判断阈值；
S31、控制执行机构作动，使其处于不同的状态；
S32、无线传感器节点采集到执行机构的状态变化并转换为数值，将数值传送给无线数据采集终端；
S33、无线数据采集终端将各无线传感器节点的数据汇总，发送至状态判断软件；
S34、状态判断软件记录并标记执行机构不同状态下对应的数值，设定为该状态的判断阈值，并将设定的判断阈值作为测试时执行机构所处状态的评判依据；
S4、利用非接入测试系统自动化判断执行机构作动状态，进行事后查询，回溯测试
测试中，无线传感器节点持续获取执行机构作动数据，由状态判断软件对比数据和设定的阈值，给出状态判断结果，存储原始数据和判断结果；
测试后，根据存储数据查询回溯测试过程。
进一步的，步骤S3依据这样的顺序进行，先依次单独控制各执行机构，再同时控制相同类型的执行机构，最后按照飞艇实际飞行状态控制多类型执行机构。
本发明的有效收益如下：
1、本发明采用非接入测试方式，无需执行机构预留测试接口，不破坏执行机构的设备结构，不影响执行机构的正常作动，确保测试结果的准确可靠；
2、本发明测试系统简洁，易于搭建；
3、本发明具有较好的通用性，适用于飞艇常见的执行机构测试，能够自动采集判断执行机构状态，使得测试过程程序化，可精简测试人员数量，节约测试资源，提高测试效率。
附图说明
图1为本发明的非接入测试系统结构示意图；
图2为本发明实施例开合式阀门测试示意图；
图3为本发明实施例倾转式阀门测试示意图；
图4为本发明实施例风机测试示意图。
其中：1-飞艇执行机构、2-无线传感器节点、3-无线数据采集终端、4-状态判断软件、11-阀门、12-风机、13-切割装置、21-测距传感器、22-风压传感器、23-电压传感器
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种平流层飞艇执行机构非接入测试方法，该方法包括以下步骤：
S1、确定平流层飞艇的执行机构，判断各执行机构的作动原理
平流层飞艇均包含多种执行机构1，各执行机构分别具有不同的功能，其形状结构、工作机理均不相同。为了使测试准确可靠，可以依据实际需要来确定执行机构的种类及其作动原理，从而为无线传感器节点2的选择提供依据。
S2、根据执行机构的作动原理选用并架设无线传感器节点，搭建非接入测试系统
如图1所示，本发明的非接入测试系统包括无线传感器节点2、无线数据采集终端3、状态判断软件4；其中无线传感器节点2由传感器模块、处理模块、能源模块和通信模块组成；无线传感器节点2与无线数据采集终端3通过无线方式连接，安装有状态判断软件4的计算机与无线数据采集终端3连接。其具体搭建步骤如下所示：
S21、根据各执行机构的种类,选择相应的可非接入测试的传感器，并根据数量和位置架设好相应的无线传感器节点2；
S22、架设无线数据采集终端3，将其布置于对各无线传感器节点2均可控的位置，并确认和所有无线传感器节点2通信正常；
S23、将状态判断软件4和无线数据采集终端3连接，通过状态判断软件4检测各无线传感器节点2状态，确认正常后则完成非接入测试系统的搭建。
非接入测试系统简洁，易于搭建，能够自动采集判断执行机构状态，使得测试过程程序化，无需人工值守观察执行机构作动，精简测试人员。
S3、根据执行机构作动情况，利用状态判断软件设定不同状态判断阈值控制执行机构1作动，使其处于不同的状态；
无线传感器节点2采集到执行机构1的状态变化并转换为数值，将数值传送给无线数据采集终端3；
无线数据采集终端3将各无线传感器节点2的数据汇总，发送至状态判断软件4；
状态判断软件4记录并标记执行机构1不同状态下对应的数值，设定为该状态的判断阈值，并将设定的判断阈值作为测试时执行机构所处状态的评判依据。
S4、利用非接入测试系统自动化判断执行机构作动状态，进行事后查询，回溯测试
在测试中，无线传感器节点2持续获取执行机构作动数据，由状态判断软件对比数据和设定的阈值，给出状态判断结果，存储原始数据和判断结果；测试后，根据存储数据查询回溯测试过程。
飞艇都会设置有多个各类型执行机构1，在测试进行中通常依据这样的顺序进行，先依次单独控制各执行机构1，再同时控制相同类型的执行机构1，最后按照飞艇实际飞行状态控制多类型执行机构1。
在测试开始后，各执行机构1的无线传感器节点2持续采集执行机构1作动的状态数据，状态判断软件4依据类型和编号罗列各执行机构1，实时展示采集的状态数据，并根据设定的阈值给出状态判断结果。可选中其中一个执行机构1，展开详情界面，显示其全过程的状态变化。
状态判断软件4存储有测试全过程的原始数据和判断结果，并可依照时间线展示。测试结束后，为确认测试过程正常，可依据时间线对比执行机构的控制指令和状态判断结果，查寻特定时间的飞艇执行机构1作动情况正常与否。
实施例1
下面以飞艇包括三个执行机构的例子来说明本发明的实现过程。
S1确定平流层飞艇执行机构1包括阀门11、风机12、切割装置13，受控完成相关作动，作动原理如下：
阀门11通过电机驱动阀门活动盖沿中轴线升起或降落；
风机12通过电机以预定速度带动风扇转动或停止，转动时可调节不同转速；
切割装置13基于火工品，通过大电流短脉冲信号触发点火装置，引爆火工品。
S2根据执行机构的作动原理选用并架设无线传感器节点，搭建非接入测试系统。
如图2所示，使用测距传感器21测量开合式阀门11的开合，沿阀门活动盖的运动方向架设测距传感器21，通过距离的变化判断阀门的作动情况。
如图3所示，使用风压传感器22测量风机12的启停及变速情况，沿风机出风方向架设风压传感器22进风口，通过风压的变化判断风机的作动情况。
如图4所示，使用电压传感器23测量切割装置13的电压输出情况，监测输出电压，通过电压的变化判断切割装置的作动情况。
搭建好非接入测试系统,根据执行机构1的位置架设无线传感器节点2，根据无线传感器节点2的布局架设无线数据采集终端3，连接状态判断软件4。
S3、本实例中的阀门11、风机12、切割装置13作动时会处于不同的状态，利用无线传感器节点2测定各状态数值，状态判断软件4据此设定相应的判断阈值。
阀门11存在开启、闭合两种状态，对应两个位置，分别采集测距传感器21在这两种状态时所测距离，将所测距离设定为两种状态的判断阈值。
风机12存在停止、低速、高速三种状态，对应三种风速，分别采集风压传感器22在这三种状态时所测风压，将所测风压设定为三种状态的判断阈值。
切割装置13输出电压存在供电和断电两种状态，对应工作电压和断路电压两种电压，分别采集电压传感器23在这两种状态时所测电压，将所测电压设定为两种状态的判断阈值。
S4、利用非接入测试系统自动判断并记录阀门11的开合、风机12的启停、切割装置13的点火状态，和控制指令进行对比，判断飞艇状态正常与否。
利用本方法对该型飞艇进行测试，控制阀门、风机、切割装置进行作动，由非接入测试系统自动采集并判断这三种执行机构的状态，直接对比状态判断结果和控制指令的一致性，无需人工观察判断执行机构状态，节约了测试资源，提高了测试效率。
Claims (2)
1.一种平流层飞艇执行机构非接入测试方法，其特征在于，包括如下步骤
S1、确定平流层飞艇的执行机构，判断各执行机构的作动原理
S2、根据执行机构的作动原理选用并架设无线传感器节点，搭建非接入测试系统
所述非接入测试系统包括无线传感器节点、无线数据采集终端、状态判断软件；其具体搭建步骤如下所示：
S21、根据各执行机构的种类,选择相应的可非接入测试的无线传感器，并根据数量和位置架设好相应的无线传感器节点；
S22、架设无线数据采集终端，将其布置于对各无线传感器节点均可控的位置，并确认和所有无线传感器节点通信正常；
S23、将状态判断软件和无线数据采集终端连接，通过状态判断软件检测各无线传感器节点状态，确认正常则完成非接入测试系统的搭建；
S3、根据执行机构作动情况，利用状态判断软件设定不同状态判断阈值
S31、控制执行机构作动，使其处于不同的状态；
S32、无线传感器节点采集到执行机构的状态变化并转换为数值，将数值传送给无线数据采集终端；
S33、无线数据采集终端将各无线传感器节点的数据汇总，发送至状态判断软件；
S34、状态判断软件记录并标记执行机构不同状态下对应的数值，设定为该状态的判断阈值，并将设定的判断阈值作为测试时执行机构所处状态的评判依据；
S4、利用非接入测试系统自动化判断执行机构作动状态，进行事后查询，回溯测试
测试中，无线传感器节点持续获取执行机构作动数据，由状态判断软件对比数据和设定的阈值，给出状态判断结果，存储原始数据和判断结果；
测试后，根据存储数据查询回溯测试过程。
2.根据如权利要求1所述的一种平流层飞艇执行机构非接入测试方法，其特征在于，所述步骤S3依据这样的顺序进行，先依次单独控制各执行机构，再同时控制相同类型的执行机构，最后按照飞艇实际飞行状态控制多类型执行机构。
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