航空电源控制保护器测试系统设计与实现

摘 要：航空飞机的供电系统中电源控制保护器的作用是十分巨大的，它直接起到对系统的控制保护功能，更重要的是它能决定飞机的安全性能。电源保护器的检修工作也是一项比较庞大和琐碎的工作，为了有效解决检测工作的困难，专门设计了电源控制保护器的计算机检测系统。本文重点介绍测试系统的主要设计原理及目标，并详细阐述了通过计算机系统对保护器的相关性能指标进行的检测过程，着重讲解了测试系统的应用程序对处理相关技术问题的措施。

关键词：航空电源保护器；测试系统；硬件设计系统；NAEMP模拟器

中图分类号：TP273 文献标识码：A

航空电源保护器的重要作用是针对航空的供电系统开展测控和保护电路的作用。论文所涉及的电源控制保护器就是在供电系统的工作过程中一旦出现供电状态不正常时可以起到对电源系统的保护作用，这样就能在很大程度上增加飞机飞行运行的安全性。随着科学技术的发展，国家对创新力度的高度重视，航空工业的发展变革日新月异，相对于传统的检测方式已经完全不能适应现在的航空工业的发展水平，这就表现出一系列的问题：技术落后导致测量的准确度较低，测试过程中由于人为因素太多，导致多次重复操作增大误差的范围，这样就会使累积的误差值过大最终导致结果与实际数值悬殊太大。为了减少各种因素的影响，保证产品的质量就必须经过严格的测试，来确保其性能的稳定性。

1.硬件设计系统

该系统的硬件设计主要组成部分包括计算机、控制单元模块、电源模块、非航空电子模拟器以及被测设备5个部分。这里的主控机采用RS232通信并通过串口对模块中含有的电源开展处理工作，这样能够演示出在飞机上所有电源系统的各种环境和状态。控制单元模块是整个系统的内部执行工具，应该依据计算机安排的命令对电源模块进行供电控制。同时，受到检测的产品应该根据模块供电的实际情况做出反应。要求单元模块应该根据控制指令的任务来收集被测设备的有关数据，并直接传输到主控计算机上进行分析与处理。同时，在系统中增加NAEMP的模拟实验设备开展模仿飞机NAEMP的运行情况。在航空上NAEMP的作用就是用来接收有关飞机自身供电系统和电源保护的相关工作运行状态的信息。

1.1 主控计算机的介绍

主控计算机的作用是该测试系统的主要管理控制工作，它的中心装有模数转换装置和数字输出装置。数字输出装置用来输送测试系统的所有数字控制信号信息，也就是在控制指令信号的作用下完成相关测试工作。在测试的过程中，模数转换装置主要用于收集被检测设备相关指标的模拟信号并将其换算为数字信号，再经过主控计算机的相关处理，就能以函数曲线和数值的形式播放在测试页面上。

1.2 电源模块结构的介绍

测试系统主要是运用多个电源来分别模仿飞机上的电源运行系统，他们分别是：模仿115V/400Hz的发电机电源、模仿永磁机的电源、模仿线路互感器的样电源和直流线路的电源。在系统的测试过程中，计算机可以使用串口给电源模块输送指令密码，这样能够保证电源的正常工作状态也能符合控制器的检测需要。

1.3 控制单元模块的介绍

它是测试系统的主要执行单位，在其中心主要可以分为继电配电模块、专用接口线模块和传感器模块。配电模块就是依据检测的过程来控制相关的触点进行开合工作，这样就能够完成对控制器的检测任务。测试的过程中，传感器模块就会对被测的机器电压/电流开展测试数据的转换作用，之后再送入到主控机开展软件操作。同时，专用接口线模块既能实现这三者的电气接通工作，也能起到信号的相互应对的作用。

1.4 被检测的设备

要求被检测的设备主要是不同种型号的控制处理器，这种类型的处理控制器都具有对应的专用接口线，这样就能够避免因为工作上的大意导致电气连接的错误，也能避免被测设备受到影响。

2.软件设计系统

测试系统的软件部分主要是分为Visual C++的高级语言系统和汇编语言程序。而Visual C++高级编程系统主要是整个软件系统的主体结构部分，它主要是分为三大部分：设备自检部分、控制器测试部分和参数校准部分。汇编编程系统主要是指NAEMP模拟器。软件的主流程图，如图1所示。

当测试系统能够正常的运行时，要先对整体的测试功能的设备进行自我检测，这样才能真正地确保该系统的正常运行。当检查结果过关之后，应该自动选择测试的产品界面，当用户选择一个型号的产品进入测试页面以后，就要填写相关的测试结果之后再开始对产品开展检测。这时的测试结论会把相关的结果收集到相应的数据中进行处理，同时会生成处理结果在测试页面中表现出来，最后再根据处理的结果进行判断项目是否合格，如果不符合标准就应该给出相关的故障说明。这时数据也会被自动储存在相关的数据库中，用于用户后期进行分析使用。同时用户也可以检索这些数据并打印出来。

3.系统的技术重点及处理措施

3.1 参数的精度测量要求高

航空产品与普通的民用产品的工作频率是不同的，航空的交流电源的频率相对于民用要高8倍。同时，根据控制保护器的测试规范来看，频率的参数误差要控制在1%之内。测试系统一般用的多功能数据都是采集卡对电压参数的数据获取的频率值。

3.2 定时器的要求

供电系统应该具有特殊的4种状态，这种测试系统应该测试航空电源的保护器在这4种状态下进行控制。控制保护器延时动作的保护时间应该控制在100ms之内，同时根据测试的要求来看，动作时间的误差也不能超过百分之一。使用VC++所反映的多媒体定时装置是没有满足标准之内的，它的精度只能在1ms。通过相关的研究能够表明，在计算机系统内，涵盖高精度运行的计数能够获得高精度定r时间，它的精准程度与CPU的频率有很大的关系。所以在软件应用中，为了能够使用高性能的计数器来获取高精度的数值，我们常常使用高频率的CPU。

结语

通过以上的研究分析，对测试系统的硬件设计内容上充分考虑到了测量过程的安全稳定性能，也考虑了实用方面的性能；在软件设计方面也充分挖掘了Visual C++的优势，同时也设计了可视化的操作平台，这样工作开展起来可以简化操作，也完全实现了数据处理的方法。这种系统方法的使用经过反复的实验，其可靠性已经得到证实，各项指标符合相关技术国家标准，使航空电源的产品质量能够得到提高，也为航空产业其他产品的测试提供了一个更好的方法。

参考文献

[1]来文洁.飞机电源系统供电参数测试与分析研究[D].西安：西北工业大学，2015.

[2]朱飞.新型飞机供电参数测试系统的研究与设计[D].西安：西北工业大学，2015.