RU2657728C1 - Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата - Google Patents
Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657728C1 RU2657728C1 RU2017129113A RU2017129113A RU2657728C1 RU 2657728 C1 RU2657728 C1 RU 2657728C1 RU 2017129113 A RU2017129113 A RU 2017129113A RU 2017129113 A RU2017129113 A RU 2017129113A RU 2657728 C1 RU2657728 C1 RU 2657728C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- block
- control
- control unit
- switch
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
Abstract
Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура (АКПА) интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата содержит ПЭВМ, универсальный решающий модуль и модуль ввода-вывода. Универсальный решающий модуль содержит решающее устройство на основе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), АЦП, ЦАП. Решающее устройство содержит контроллер интерфейса, устройство измерения длительностей и задержек, блок управления, коммутатор, блок имитаторов. Модуль ввода-вывода содержит блок нормализации, формирователь выходных сигналов. Обеспечивается повышение быстродействия АКПА и возможность ее реконфигурации. 2 ил.
Description
Изобретение относится к специализированным средствам контроля и диагностики функционирования интегрированных информационно-управляющих систем беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и может быть использовано при производстве таких систем для наладки, а также проведения испытаний.
Известна автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура (АКПА), содержащая ПЭВМ, коммутатор сигналов, блок контроля цепей, блок управления, многоканальный блок сравнения, виртуальный эталон, коммутатор, формирователь выходных сигналов, мультиплексор, блок нормализации, состоящий из измерителя напряжения и измерителя цепи.
Недостатком данной АКПА является жесткая связь аппаратной структуры с конкретным типом объекта контроля. При создании АКПА для нового объекта контроля необходимо полностью повторять цикл разработки.
Известна выбранная в качестве ближайшего аналога АКПА, состоящая из многоканального блока сравнения, виртуального эталона, блока нормализации, мультиплексора, коммутатора, формирователя выходных сигналов, блока управления, формирователя АСП, блока хранения эталонов, блока хранения результатов контроля, индикатора исправности [2].
Недостатками известной АКПА являются:
- узкая специализация аппаратных средств, что требует повторения цикла разработки АКПА для применения ее при контроле и диагностике функционирования нового объекта контроля;
- затруднена оперативная обработка протоколов контроля и диагностики, поскольку все результаты сохраняются во внутреннюю энергонезависимую память АКПА, доступ к которой возможен только при подключении технологической ПЭВМ;
- контроль и диагностика большого количества объектов контроля с разными наборами тестов затруднено, поскольку смена эталона или набора эталонов возможна только при подключении технологической ПЭВМ.
Задача изобретения - создание быстродействующей АКПА, ориентированной на контроль и диагностику определенного класса устройств, обеспечивающей сокращение времени разработки очередной АКПА за счет внедрения специализированной модульной архитектуры АКПА с реконфигурируемой структурой составных частей.
Для достижения указанных результатов в АКПА, содержащую формирователь выходных сигналов, выход которого соединен с входом объекта контроля, блок управления, соединенный с коммутатором и формирователем выходных сигналов, и блок нормализации, согласно изобретению введены ПЭВМ, контроллер интерфейса, устройство измерения длительностей и задержек, блок имитаторов, блок АЦП, блок ЦАП, при этом контроллер интерфейса соединен с ПЭВМ и блоком управления, блок имитаторов соединен с блоком управления и блоком ЦАП, выход которого соединен с формирователем выходных сигналов, блок нормализации соединен с блоком управления и объектом контроля, блок АЦП соединен с блоком нормализации и коммутатором, устройство измерения длительностей и задержек соединено с коммутатором и блоком управления, при этом контроллер интерфейса, блок управления, устройство измерения длительностей и задержек, коммутатор и блок имитаторов объединены в решающее устройство на основе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), блок АЦП, блок ЦАП и решающее устройство на основе ПЛИС объединены в универсальный решающий модуль, блок нормализации и формирователь выходных сигналов объединены в специализированный модуль ввода/вывода.
Структурная схема АКПА, подключенной к объекту контроля, представлена на фигуре 1, где 1 - ПЭВМ; 2 - универсальный решающий модуль; 3 - решающее устройство на основе ПЛИС; 4 - контроллер интерфейса; 5 - блок управления; 6 - устройство измерения длительностей и задержек; 7 - коммутатор; 8 - блок имитаторов; 9 - блок АЦП; 10 - блок ЦАП; 11 - специализированный модуль ввода/вывода; 12 - блок нормализации; 13 - формирователь выходных сигналов; 14 - объект контроля.
Структура блока имитаторов представлена на фигуре 2, где 15 - имитатор сигнала с времяимпульсной модуляцией; 16 - имитатор гироскопа; 17 - формирователь сигналов обратных связей; 18 - формирователь релейных сигналов.
Обобщенная структура АКПА состоит из
- ПЭВМ 1, реализующей функции управления, диалога с оператором, отображения и долговременного хранения информации;
- универсального решающего модуля 2, осуществляющего выдачу тестовых воздействий и прием анализируемых сигналов;
- специализированного модуля ввода/вывода 11, учитывающего особенности конкретного тестируемого устройства.
Применение ПЭВМ 1 для управления, отображения результатов контроля и диагностики, а также долгосрочного хранения информации существенно упрощает структуру АКПА, облегчает взаимодействие оператора с аппаратурой и уменьшает затраты на создание комплекта АКПА. Более того, ПЭВМ 1 может быть использована для работы с несколькими комплектами универсальных и специализированных модулей, что удобно при работе с большим числом различных объектов контроля 14.
Программное обеспечение ПЭВМ построено по модульному принципу и позволяет проводить тестирование объекта контроля 14 как в автоматическом, так и в ручном режиме. В автоматическом режиме оператор задает параметры и запускает проверку. По окончании проверки формируется подробный отчет о выполненных тестах. В ручном режиме оператор может в реальном масштабе времени менять состояния управляющих сигналов, полетное задание и наблюдать результаты обработки их объектом контроля 14.
Полностью возложить поставленные перед АКПА задачи на ПЭВМ 1 невозможно, поэтому задачи формирования тестовых воздействий и обработки реакции объекта контроля 14 в реальном времени возлагаются на универсальный решающий модуль 2, который состоит из решающего устройства на основе ПЛИС 3, блока АЦП 9 и блока ЦАП 10. Блоки АЦП 9 и ЦАП 10 представляют собой наборы многоканальных аналогово-цифровых и цифроаналоговых преобразователей. Универсальность реализуется в рамках определенного класса объектов контроля 14, а именно интегрированных информационно-управляющих систем беспилотных летательных аппаратов. Особенности каждого конкретного объекта контроля 14 учитываются за счет реконфигурации решающего устройства на основе ПЛИС 3, которое состоит из контроллера интерфейсов 4, блока управления 5, устройства измерения длительностей и задержек 6, коммутатора 7, блока имитаторов 8.
Контроллер интерфейса 4 обеспечивает обмен информацией между ПЭВМ 1 и блоком управления 5. Частным случаем контроллера интерфейса может быть контроллер PCI или PXI [3, 4]. Программное обеспечение ПЭВМ 1 управляет АКПА посредством операций чтения/записи в регистры блока управления 5. Блок имитаторов 8 (см. фиг. 2) предназначен для формирования в цифровом виде тестовых воздействий путем имитации рабочего окружения объекта контроля 14 и может состоять из имитатора сигнала с времяимпульсной модуляцией 15, имитатора гироскопа 16, формирователя сигналов обратных связей 17, формирователя релейных сигналов 18. Коммутатор 7 предназначен для передачи данных из заданных блоком управления 5 каналов АЦП в устройство измерения длительностей и задержек 6 либо в блок управления 5 для трансляции информации через контроллер интерфейса 4 в ПВЭМ 1 для последующего анализа.
Специализированный модуль ввода/вывода 11 уникален для каждого типа объекта контроля 14, поскольку на аппаратном уровне учитывает его особенности. Данный модуль состоит из блока нормализации 12 и формирователя выходных сигналов 13. Блок нормализации 12 содержит пассивные компоненты для имитации нагрузок и преобразователи уровней на основе операционных усилителей, оптронов, транзисторных ключей. Формирователь выходных сигналов 13 построен на аналогичных компонентах и предназначен для формирования входных сигналов для объекта контроля 14 с необходимыми характеристиками по нагрузочной способности, напряжению и т.п.
АКПА работает следующим образом. Объект контроля 14 подключают к специализированному модулю ввода/вывода 11, при помощи программного обеспечения ПЭВМ 1 оператор выбирает набор тестов и запускает процесс контроля и диагностики.
В соответствии с каждым тестом из выбранного набора в регистры блока управления 5 заносятся параметры блока имитаторов 8, коммутатора 7, устройства измерения длительностей и задержек 6. Блок управления 5 синхронизирует работу блока имитаторов и устройства измерения длительностей и задержек 6 для быстроизменяющихся сигналов. Измерение других параметров (амплитуда, средний уровень, частота колебаний и т.д.), а также параметров медленно изменяющихся сигналов осуществляется путем записи выходных сигналов объекта контроля 14 в буферное ОЗУ, входящее в состав блока управления 5. Дальнейший анализ полученных данных ведется программным обеспечением ПЭВМ 1.
По результатам выполнения каждой проверки на экран ПЭВМ 1 выводится сообщение о соответствии объекта контроля техническим условиям по определенному пункту. В случае обнаружения отказа выводится сообщение об ошибке с рекомендациями по устранению. По окончании выполнения всех тестов из выбранного набора на экран ПЭВМ 1 выводится полный протокол контроля и диагностики, который может быть сохранен для дальнейшего анализа.
Из приведенного описания функционирования АКПА видно, что влияние оператора на процесс контроля и диагностики минимизирован: требуется подключить объект контроля к АКПА, выбрать набор тестов, запустить его выполнение и дождаться формирования протокола проверок. Далее оператор либо признает объект контроля годным, либо занимается анализом неисправностей в соответствии с рекомендациями, сформированными программным обеспечением АКПА.
Таким образом, за счет построения АКПА на основе ПЭВМ 1 и разделения аппаратных средств на универсальный решающий модуль 3 и специализированный модуль ввода/вывода 11, а также введения решающего устройства на основе ПЛИС 3, обеспечивающего реконфигурацию аппаратной структуры цифровой части универсального решающего модуля 3, многообразие характеристик АКПА реализуется за счет замены платы ввода/вывода и коррекции программного обеспечения ПК и модуля формирования, а задача разработки АКПА для очередного варианта объекта контроля 14 сводится к корректировке программного обеспечения ПЭВМ 1, реконфигурации структуры решающего устройства на основе ПЛИС 3 и разработке специализированного модуля ввода/вывода 11.
Такой подход к построению КПА значительно сокращает время разработки и упрощает дальнейшее применение, поскольку не требуется изменять концептуальные или схемотехнические решения, выполнять разработку конструкции всего аппаратного комплекса КПА, разрабатывать программное обеспечение.
Источники информации
1. Патент РФ RU 2250565 С2.
2. Патент РФ RU 2474861 С1 – прототип.
3. Тук М.Ю. 6.2. Шина PCI // Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2002. - 528 с.
4. Стандарт модульного измерительного оборудования PXI: PCI eXtensions for Instrumentation Tutorial [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.radio-electronics.com/info/t_and_m/pxi/pxi.php, свободный.
Claims (1)
- Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата, содержащая формирователь выходных сигналов, выход которого соединен с входом объекта контроля, блок управления, соединенный с коммутатором и формирователем выходных сигналов, и блок нормализации, отличающаяся тем, что в ее состав введены ПЭВМ, контроллер интерфейса, устройство измерения длительностей и задержек, блок имитаторов, блок АЦП, блок ПАП, при этом контроллер интерфейса соединен с ПЭВМ и блоком управления, блок имитаторов соединен с блоком управления и блоком ЦАП, выход которого соединен с формирователем выходных сигналов, блок нормализации соединен с блоком управления и объектом контроля, блок АЦП соединен с блоком нормализации и коммутатором, устройство измерения длительностей и задержек соединено с коммутатором и блоком управления, при этом контроллер интерфейса, блок управления, устройство измерения длительностей и задержек, коммутатор и блок имитаторов объединены в решающее устройство на основе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), блок АЦП, блок ЦАП и решающее устройство на основе ПЛИС объединены в универсальный решающий модуль, блок нормализации и формирователь выходных сигналов объединены в специализированный модуль ввода/вывода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129113A RU2657728C1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129113A RU2657728C1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2657728C1 true RU2657728C1 (ru) | 2018-06-14 |
Family
ID=62620416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017129113A RU2657728C1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2657728C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU204378U1 (ru) * | 2021-03-18 | 2021-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское бюро УЗГА" (ООО "ОКБ УЗГА") | Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура для бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата |
| RU2803480C1 (ru) * | 2022-11-29 | 2023-09-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Наземный пульт контроля беспилотного летательного аппарата |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU23004U1 (ru) * | 2001-12-14 | 2002-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Комплекс для проверки бортовых систем беспилотного летательного аппарата |
| RU56662U1 (ru) * | 2006-02-21 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | Комплекс контрольно-проверочной аппаратуры бортовых систем беспилотного летательного аппарата |
| WO2014001799A1 (en) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | Bae Systems Plc | Vehicle diagnostic system and method |
| RU2557771C1 (ru) * | 2014-02-28 | 2015-07-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" | Способ технического контроля и диагностирования бортовых систем беспилотного летательного аппарата с поддержкой принятия решений и комплекс контрольно-проверочной аппаратуры с интеллектуальной системой поддержки принятия решений для его осуществления |
| US9443436B2 (en) * | 2012-12-20 | 2016-09-13 | The Johns Hopkins University | System for testing of autonomy in complex environments |
-
2017
- 2017-08-16 RU RU2017129113A patent/RU2657728C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU23004U1 (ru) * | 2001-12-14 | 2002-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Комплекс для проверки бортовых систем беспилотного летательного аппарата |
| RU56662U1 (ru) * | 2006-02-21 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | Комплекс контрольно-проверочной аппаратуры бортовых систем беспилотного летательного аппарата |
| WO2014001799A1 (en) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | Bae Systems Plc | Vehicle diagnostic system and method |
| US9443436B2 (en) * | 2012-12-20 | 2016-09-13 | The Johns Hopkins University | System for testing of autonomy in complex environments |
| RU2557771C1 (ru) * | 2014-02-28 | 2015-07-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" | Способ технического контроля и диагностирования бортовых систем беспилотного летательного аппарата с поддержкой принятия решений и комплекс контрольно-проверочной аппаратуры с интеллектуальной системой поддержки принятия решений для его осуществления |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU204378U1 (ru) * | 2021-03-18 | 2021-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское бюро УЗГА" (ООО "ОКБ УЗГА") | Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура для бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата |
| RU2803480C1 (ru) * | 2022-11-29 | 2023-09-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Наземный пульт контроля беспилотного летательного аппарата |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7908531B2 (en) | Networked test system | |
| CN101739023B (zh) | 车身控制器仿真系统 | |
| CN202904367U (zh) | 基于pxi总线的测试系统 | |
| US8489381B1 (en) | Method and system for simulating test instruments and instrument functions | |
| US7548828B2 (en) | Automatic test equipment platform architecture using parallel user computers | |
| CN109387775A (zh) | 基于pxi总线的微纳卫星通用测试系统 | |
| Schwendemann et al. | A modular converter-and signal-processing-platform for academic research in the field of power electronics | |
| CN102495646B (zh) | 一种具有可重构功能的飞轮模拟器 | |
| RU2657728C1 (ru) | Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата | |
| CN113068452B (zh) | 一种自动测试系统软件开发平台的构建方法 | |
| JP5767470B2 (ja) | ユニバーサルチャネルインタフェース試験回路及びシステム | |
| US8204608B2 (en) | Monitoring and control apparatus | |
| CN101957776B (zh) | 现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统及实现方法 | |
| CN109298702A (zh) | Ecu自动测试方法及系统 | |
| CN211123056U (zh) | 一种航电测试系统 | |
| EA011412B1 (ru) | Переносной программно-диагностический комплекс | |
| RU2727334C1 (ru) | Автоматизированная система контроля электрических величин электронной аппаратуры | |
| KR102401024B1 (ko) | 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터 | |
| RU73093U1 (ru) | Программно-диагностический прибор "дольта" | |
| CN111025046A (zh) | 一种测试系统、控制矩阵开关的方法及存储介质 | |
| CN103926846A (zh) | 航空弹药模拟与故障生成的系统 | |
| US20230035673A1 (en) | Information processing system, information processing apparatus, use method of information processing apparatus, user terminal, and program therefor | |
| KR101901525B1 (ko) | 계층구조로 설계된 항공전자시스템용 다중모드 통합시험 장치 및 그 방법 | |
| RU111683U1 (ru) | Автоматизированная система контроля электрических соединений | |
| RU2612072C1 (ru) | Переносной диагностический комплекс |