CN113267095A - 便携式导弹自动测试诊断装置及诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式导弹自动测试诊断装置及诊断方法，包括：便携式PXI测控机箱、电源机箱、便携式信号源机箱和自动测试诊断软件；所述便携式PXI测控机箱分别连接并控制电源机箱和便携式信号源机箱，所述便携式PXI测控机箱与被测产品进行通讯，给出测试所需的激励信号并采集被测产品反馈的模拟量信号；所述电源机箱用于提供产品测试所需的直流电；所述便携式信号源机箱用于提供产品测试所需的直波、回波信号，满足导弹测试时对直波、回波接收机的射频激励需求；所述自动测试诊断软件用于提供交互用人机界面，生成测试报表并给出测试诊断结果。本发明提升了野外导弹产品维护保障测试工作效率，减轻维保负担。

Description

便携式导弹自动测试诊断装置及诊断方法

技术领域

本发明涉及航天自动化测控技术领域，具体地，涉及一种便携式导弹自动测试诊断装置及诊断方法。

背景技术

随着防空导弹交付部队的产品数量越来越多，分布越来越广，产品存储年限越来越久，导弹产品的售后维护保障工作愈发重要。使用导弹综合测试设备对产品进行综合测试，对故障弹进行故障检测定位，是导弹维护保障工作的最主要方式。在对各部队导弹产品保障测试时，特别是在野外演习场地等偏远环境下的联勤保障中，普遍存在运输较为不便、缺乏专业测试人员、测试场地条件不佳等不利因素。

然而通常情况下，导弹综合测试设备一般定位为厂房测试设备，设备的设计使用环境为厂房条件下的固定测试区域。测试设备一般由测控机柜、电源机柜、制导源机柜等多个机柜组成，设备整体体积较大，移动困难，单个机柜重量最高可达130KG以上。非常不适宜运输、及在野外恶劣条件下进行导弹测试。且导弹综合测试被测项目多且复杂，至少需要3名以上专职测试人员同时进行测试操作。上述现状均非常不利于偏远环境、野外恶劣条件下保障测试工作。导致每次保障工作均需多名厂方测试人员跟随，在测试设备的运输、布置、展开、测试、故障定位、撤收等环节均需消耗大量人力及时间成本。

专利文献CN105277081B(申请号：CN201510781775.1)公开了一种用于导弹自动测试的I/O测试监测器及监测方法，包括开关量及TLL信号采集模块、A/D采集模块、FPGA、DDR存储模块和CF卡；A/D采集模块用于对采集16路电压信号进行处理，并输出电压数字信号，开关量及TLL信号采集模块用于将16路电压信号进行A/D转换并输出模拟信号，FPGA，用于对接收电压数字信号和电压模拟信号进行数据重组，发送重组后的电压信号、电压模拟信号、同步存储控制信号和掉电存储控制信号，还用于与上位机进行通信；DDR存储模块和CF卡均用于对数据进行存储。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种便携式导弹自动测试诊断装置及诊断方法。

根据本发明提供的便携式导弹自动测试诊断装置，包括：便携式PXI测控机箱、电源机箱、便携式信号源机箱和自动测试诊断软件；

所述便携式PXI测控机箱分别连接并控制电源机箱和便携式信号源机箱，所述便携式PXI测控机箱与被测产品进行通讯，给出测试所需的激励信号并采集被测产品反馈的模拟量信号；

所述电源机箱用于提供产品测试所需的直流电；

所述便携式信号源机箱用于提供产品测试所需的直波、回波信号，满足导弹测试时对直波、回波接收机的射频激励需求；

所述自动测试诊断软件用于提供交互用人机界面，生成测试报表并给出测试诊断结果。

优选的，所述便携式PXI测控机箱通过RS422串口线及网口与电源机箱及便携式信号源机箱连接并进行串口通讯，发出相应指令以控制电源机箱与便携式信号源机箱对产品输出。

优选的，所述便携式PXI测控机箱包括便携式机箱、接口面板、PXIe采集系统和测试电缆；

所述便携式PXI测控机箱通过测试电缆及接口面板与被测产品连接，与被测产品进行串口通讯，给出激励信号，并通过PXIe采集系统采集被测产品输出的模拟量信号。

优选的，所述电源机箱包括便携式防震机箱和TDK直流电源；

所述TDK直流电源安装在便携式防震机箱内，由便携式PXI测控机箱通过串口通信控制。

优选的，所述TDK直流电源的数量为三组，由便携式PXI测控机箱控制输出三组直流电。

优选的，所述便携式信号源机箱采用PXIe总线仪表模块设计，集成LED显示器、键盘鼠标、供电模块及8槽PXIe-1082背板；

所述便携式信号源机箱通过供电模块及PXIe-1082上的信号发生器模块，生成产品测试所需的直波、回波信号。

优选的，所述便携式信号源机箱包括：

控制器：用于统一控制微波信号输出工作频率和信号幅度。

优选的，所述便携式信号源机箱包括：射频信号发生器和任意波形发生器：用于产生导弹产品导引头工作体制测试所需的直波、回波两路射频载波信号。

优选的，所述自动测试诊断软件采用一键式高度自动化设计，采用顺序队列架构，按测试项目列表顺序按次执行，并将测试信息实时反馈显示在界面中。

根据本发明提供的便携式导弹自动测试诊断方法，包括如下步骤：

步骤1：点击一键自动测试按钮，软件按测试项目列表顺序按次执行；

步骤2：当检测到测试项目为不合格项时，软件自动判别在不影响被测产品安全性的前提下是否影响后续项目测试；若不影响，则自动执行后续测试项目；否则进行产品断电和故障诊断，并给出诊断结论；

步骤3：当点击自动测试后，每个项目均以指示灯形式显示，执行过程中亮黄灯，合格亮绿灯，故障红灯，在界面中实时显示测试的过程信息。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的测试设备设计小型化、方便运输携带，同时具备自动测试及诊断功能，仅由一名操作人员即完成设备的快速展开测试，在不需要专业设计师到场的情况下，由测试设备一键自动完成测试及故障诊断工作，能够大幅提升野外导弹产品维护保障测试工作效率，减轻了产品维保负担。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1本发明便携式测试设备组合对导弹产品测试示意图；

图2本发明便携式PXI测控组合组成示意图；

图3本发明便携式信号源组合外部示意图；

图4本发明便携式信号源组合工作原理示意图；

图5本发明便携式导弹自动测试软件流程图；

图6本发明便携式导弹自动测试软件界面图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

本发明采用基于虚拟仪器平台的测试系统架构设计，全套测试设备由便携式PXI测控组合、电源组合、便携式信号源、自动测试诊断软件四个部分组成。

所述的便携PXI测控组合是整个测试设备的核心，安装运行自动测试诊断软件后，可完成与被测导弹产品的通讯交互、信号采集、处理判别等工作。便携测控组合集成了PXI/PXIe背板、LED显示器、键盘鼠标和供电模块，可以插入PXIe控制器及PXI/PXIe板卡，实现控制PXI/PXIe仪器进行测试工作。机箱接头处留有充足空间，将板卡接头统一成定制的导弹测试专用接插件，实现快速插拔，通过接头连接测试电缆可以完成模拟量信号采集及供电输出等功能。

所述的电源组合包含便携式防震机箱(5U)和3台直流电源组成。机箱内安装1台3U直流电源和2台宽度为半长的1U直流电源。电源组合用于向被测导弹产品提供所需的供电输入。

所述的便携式信号源作为便携式设备的组成之一，用于产生直波、回波信号，满足导弹测试时对直波、回波接收机的射频激励需求。便携式信号源与便携PXI测控组合一样，同样依照高集成度和小型化设计原则，采用了PXIe总线仪表模块设计。集成了LED显示器、键盘鼠标、供电模块及8槽PXIe背板实现多种仪器同时工作，满足各种测试测量的要求。并且机箱留有充足空间，将板卡接头统一成用户定制的接插件。

所述的自动测试诊断软件使用NI公司的Labview2017编写。软件包括一键自动测试模块与数据处理判别模块两部分组成。通过测试软件，可完成人机交互，设备硬件控制、数据存储判别等功能。操作人员通过点击软件界面中的一键测试按钮，程序即自动进行导弹各组件测试，并将测试信息实时反馈显示在界面中。测试结束后，程序自动产生数据报表WORD文件。

本发明结合虚拟仪器技术、自动测控技术，以高集成度和小型化设计原则，将原本仅适用于厂房固定区域工作的导弹测试设备，设计为小型化、便携式、并可一键测试的便捷测试设备。本发明能够改善各部队导弹产品保障测试时，特别是在野外演习场地等偏远环境下的联勤保障中，普遍存在运输较为不便、缺乏专业测试人员、测试场地条件不佳等不利因素影响。提升野外导弹产品维护保障测试工作效率，减轻维保负担。

实施例2：

实施例2为实施例1的优选例。

本发明所提供的便携式导弹自动测试设备，图1是测试设备组成，及对导弹产品测试示意图。整个测试设备由便携式PXI测控组合、便携式信号源组合、电源组合、测试电缆组成。导弹测试时，PXI测控组合通过网口、RS422通信串口程控便携式信号源与电源组合，通过外接测试电缆与被测导弹进行通讯、输出激励、采集模拟量信号等操作。

所述的便携式PXI测控组合由便携式PXIe机箱、接口面板、PXIe控制系统和测试电缆组成。

便携式PXI测控组合与接口及产品连接组成示意图如图2所示。

便携PXI测控组合是集成NI PXIe-1082背板，LED显示器、键盘鼠标和朝阳电源供电模块组成。机箱接头处PXI板卡与右侧面板间距离140mm空间，板卡接头统一成导弹产品测试接口的接插件，实现快速插拔。整个机箱物理尺寸：425mm(L)×330mm(W)×265mm，重量小于15kg；PXIe-1082，包含4个PXI/PXIe混合插槽、3个PXIe插槽和1个系统定时插槽。显示器为17寸，LED背光，1280*1024分辨率，防炫目屏幕；前面板采用阻尼转轴，QWERTY标准键盘和触摸鼠标；机箱抗振动能力：随机振动2.4grms@5～500Hz(根据IEC-60068-2-64标准)，抗冲击30g peak,half-sine，11ms pulse(根据IEC-60068-2-27标准)；设备工作温度0～55℃，储存温度：-20℃～65℃，相对湿度：小于80％，符合野外恶劣环境下工作、存储要求。

PXIe采集系统是以NI测控平台为基础的测控设备，可以为测试设备提供通用标准的扩展平台。通过不同的PXI板卡，可以实现对产品端的信号采集以及测量功能。本PXIe采集系统由PXIe-8840、PXI-2566、PXI-6225、PXIe-5110、PXIe-4080、PXI-2530B、PXI-8431/4等标准硬件板卡组成。从功能性上看，PXIe系统由嵌入式控制器、A/D板卡、继电器板卡、串口通讯板卡等组成。PXIe-8840作为嵌入式控制器，预装Windows7操作系统、其它板卡的驱动以及测试软件，是整个PXI系统的核心；PXI-2566为16通道C型继电器，用于实现设备对产品的加断电及激励功能；PXI-6225为80通道的A/D采集板卡；PXIe-5110为模拟示波器采集模块，适用于对高采样率要求的模拟量采集；PXIe-4080、PXI-2530B用于切换万用表模块进行阻值或电压测量；PXI-8431/4为RS422通信板卡，用于测试设备与导弹弹上计算机通信交互。

产品端的所有被测信号都接入到接口面板上，然后通过接口面板将被测信号转接到PXI测控系统。PXI测控系统配置采集测试所用的资源等。接口面板上有PC功能区、RS422接口区和接插件区域。PC功能区包含3个USB口、2个LAN口和1个VGA口；RS422接口区包含Port1和Port2；接插件区域包括与导弹产品接口一致的插座。

所述的便携式信号源机箱用于产生要求的直波、回波信号，满足导弹测试时对直波、回波接收机的射频激励需求。便携式信号源同样采用NI公司的PXIe总线仪表模块设计。结构外型如图3所示。便携式机箱尺寸：425mm(L)*330mm(W)*265mm(D)。信号源机箱集成17寸LED显示器、键盘鼠标、供电模块及8槽PXIe-1082背板。便携式机箱右侧面板留有N/SMA-KKF接头共2个，其中1个用于直波输出，1个用于回波输出，网口1个，USB口2个，所有面板接口配防尘保护盖。板卡与右侧面板间距离140mm。

便携式信号源的原理框图如图4所示。信号源设计包括了一个控制器模块PXIe-8840，两个射频信号发生器模块，一个任意波形发生器模块。制导信号源使用了2个射频信号发生器模块产生导引头工作体制测试需要的直波、回波两路射频载波信号。微波信号源模块插入便携式机箱，采用PXIe总线由控制器统一控制微波信号输出工作频率、信号幅度等信息。其中直波、回波载波信号产生模块工作状态设置为单音频输出，使能外部脉冲调制功能。射频信号发生器模块选用两块PXIe-5654，任意波形发生器模块选用PXI-5413。

所述的电源机箱由便携式防震机箱和3台直流电源组成。机箱内安装1台3U直流电源和2台宽度为半长的1U直流电源。便携防震机箱选用派力肯19寸上架式机箱，型号为DE2414-02/27/02，高度5U，配脚轮，承载所装设备，方便运输及搬运等。机箱外形尺寸：886(深)*686(宽)*524(不含轮高度)。在设备中共需要安装了3台可编程直流电源，其中2台型号为TDK GENH40-19，1台型号为TDK GEN80-187.5。

所述的自动测试软件是整个便携式测试设备的重要组成部分，软件使用Labview2017编写。测试软件在测控机箱PXI工控机中安装运行，通过RS422串口总线通讯方式与弹上计算机通讯，向弹上计算机发送控制指令，接收并判断回传的数字量信息。通过控制相应测试板卡及直流电源，完成导弹加电及加电过程中的弹传模拟量信号的采集工作。

整个测试软件采用一键式高度自动化设计。软件采用顺序队列架构，测试人员点击一键自动测试按钮后，软件按测试项目列表顺序按次执行。软件执行流程图如图5所示，当检测到某测试项目为不合格项时，软件会自动判别在不影响被测产品安全性的前提下，是否影响后续项目测试。如若不影响，自动执行后续测试项目，否则产品断电，进入故障诊断模块，给出诊断结论。软件界面图如图6所示。当点击自动测试后，每个项目均以指示灯形式显示，执行过程中亮黄灯，合格亮绿灯，故障红灯。界面下方实时显示测试的过程信息。

本发明完成了一种便携式导弹自动测试诊断设备的设计与开发，本发明已成功应用于某交付部队的批产型号导弹的保障工作中，设备具有携带运输方便、展开撤收迅速、需求测试场地面积小、使用简洁方便、仅需一名测试人员即可完成导弹测试等优点。较好地满足了在靶场或野外环境的维保要求。本发明已完成了数次维保工作，取得了良好的应用效果。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种便携式导弹自动测试诊断装置，其特征在于，包括：便携式PXI测控机箱、电源机箱、便携式信号源机箱和自动测试诊断软件；

所述便携式PXI测控机箱分别连接并控制电源机箱和便携式信号源机箱，所述便携式PXI测控机箱与被测产品进行通讯，给出测试所需的激励信号并采集被测产品反馈的模拟量信号；

所述电源机箱用于提供产品测试所需的直流电；

所述便携式信号源机箱用于提供产品测试所需的直波、回波信号，满足导弹测试时对直波、回波接收机的射频激励需求；

所述自动测试诊断软件用于提供交互用人机界面，生成测试报表并给出测试诊断结果。

2.根据权利要求1所述的便携式导弹自动测试诊断装置，其特征在于，所述便携式PXI测控机箱通过RS422串口线及网口与电源机箱及便携式信号源机箱连接并进行串口通讯，发出相应指令以控制电源机箱与便携式信号源机箱对产品输出。

3.根据权利要求1所述的便携式导弹自动测试诊断装置，其特征在于，所述便携式PXI测控机箱包括便携式机箱、接口面板、PXIe采集系统和测试电缆；

所述便携式PXI测控机箱通过测试电缆及接口面板与被测产品连接，与被测产品进行串口通讯，给出激励信号，并通过PXIe采集系统采集被测产品输出的模拟量信号。

4.根据权利要求1所述的便携式导弹自动测试诊断装置，其特征在于，所述电源机箱包括便携式防震机箱和TDK直流电源；

所述TDK直流电源安装在便携式防震机箱内，由便携式PXI测控机箱通过串口通信控制。

5.根据权利要求1所述的便携式导弹自动测试诊断装置，其特征在于，所述TDK直流电源的数量为三组，由便携式PXI测控机箱控制输出三组直流电。

6.根据权利要求1所述的便携式导弹自动测试诊断装置，其特征在于，所述便携式信号源机箱采用PXIe总线仪表模块设计，集成LED显示器、键盘鼠标、供电模块及8槽PXIe-1082背板；

所述便携式信号源机箱通过供电模块及PXIe-1082上的信号发生器模块，生成产品测试所需的直波、回波信号。

7.根据权利要求1所述的便携式导弹自动测试诊断装置，其特征在于，所述便携式信号源机箱包括：

控制器：用于统一控制微波信号输出工作频率和信号幅度。

8.根据权利要求1所述的便携式导弹自动测试诊断装置，其特征在于，所述便携式信号源机箱包括：射频信号发生器和任意波形发生器：用于产生导弹产品导引头工作体制测试所需的直波、回波两路射频载波信号。

9.根据权利要求1所述的便携式导弹自动测试诊断装置，其特征在于，所述自动测试诊断软件采用一键式高度自动化设计，采用顺序队列架构，按测试项目列表顺序按次执行，并将测试信息实时反馈显示在界面中。

10.一种便携式导弹自动测试诊断方法，其特征在于，采用权利要求1-7中任一项或任多项所述的便携式导弹自动测试诊断装置，包括如下步骤：

步骤1：点击一键自动测试按钮，软件按测试项目列表顺序按次执行；

步骤2：当检测到测试项目为不合格项时，软件自动判别在不影响被测产品安全性的前提下是否影响后续项目测试；若不影响，则自动执行后续测试项目；否则进行产品断电和故障诊断，并给出诊断结论；

步骤3：当点击自动测试后，每个项目均以指示灯形式显示，执行过程中亮黄灯，合格亮绿灯，故障红灯，在界面中实时显示测试的过程信息。

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