基于LabVIEW的飞机配电控制盒自动测试系统设计
摘 要： 针对传统飞机配电控制盒手动测试周期长、测试步骤复杂、可靠性低等弊端，提出的一种基于LabVIEW的飞机配电控制盒自动测试系统，用以实现配电盒各项性能的测试。系统采用了软硬件相结合的虚拟仪器技术，硬件实现数据的采集，软件对数据进行分析处理，实现了测试的自动化。介绍了测试系统结构组成，重点给出了系统软件部分设计实现，提出了一种利用配置文件进行指令数据管理的方法，这种方式灵活、高效，方便数据的处理以及测试系统程序的扩展。经测试系统实验证明，这种配置文件的利用方法大大提高了系统的效率。
关键词： LabVIEW； 配电控制盒； 自动测试系统； 指令配置
中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）08?0045?03
0 引 言
目前，国家大力发展航空航天产业，努力缩小同发达国家的差距，由于对飞机性能要求的提高而需大量使用先进的机载设备，飞机朝着多电、全电方向发展。飞机供电系统指飞机电能的生产、变换和输配的一整套装置所组成的一个完整系统，它的作用是向飞机上所有用电设备提供电能，以保证飞机的安全飞行和完成运输或作战任务[1]。针对于飞机供电系统的地面测试试验对研究其性能和功能有着重要意义，一个稳定、可靠的飞机供电系统和测控系统对保证飞机各部件实现功能和动作决策是十分必要的。传统的飞机测试试验主要采取试验人员手动逐项操作完成，导致试验项目有限，试验周期长，为了更精确的测试各项参数以及简化测试操作，设计、开发一套自动测试系统十分必要。
1 测试系统组成原理
测试系统需要模拟飞控计算机的控制指令以及各类传感器信号，然后通过测试接口传送给配电控制盒，配电控制盒根据输入信号做出相应，同时信号采集单元通过对配电盒相应节点输出信号的测量数据进行分析处理，对比配电盒正常工作状态下的输出，确定其工作状态，从而完成飞机配电控制盒的测试任务[2]。系统功能结构框图如图1所示。
2 测试系统软件设计
本系统采用 NI公司的LabVIEW作为开发工具，LabVIEW是一种图形化编程语言，它能为设计者提供一个极为简洁、轻松的图形化设计环境，而目提供强大的模拟和数据处理功能[3]，非常适合飞机配电控制盒测试系统软件的开发工作，十分有利于以后软件的扩展应用。此外，LabVIEW强大的硬件驱动、图形界面表示能力和便捷高效的图形化程序设计（G语言） [4]也为过程控制和工业化应用提供了良好的解决方案。
2.1 操作界面设计
对于配电盒各个模块性能的测试需要针对性的给出不同的测试流程，而每个方面的测试流程中又可以分为不同的测试项目，通过配置指令来组成一个项目从而实现控制盒某一性能的测试，因为测试要求不同，所以需要配置的指令也不相同，运行步骤也有所差异，所以测试系统需要根据测试项目来配置指令，自定义流程来实现测试系统的自动化运行，操作界面如图2所示。
测试内容归类分为不同的流程，同时每个流程中又包涵不同的测试项目[5]，而单个测试项目则有若干指令组成。如模拟量测试这个流程中包括电压、电流、频率等多个实验项目，而单个电压测试项目则由发电机电压、蓄电池电压、应急发电机电压等等单个的实验指令组成[6]。这样用户可以根据需要配置指令、项目或者流程来循环实验，进行复杂实验。该系统具有很好的兼容性、扩展性和通用性，更好地满足用户对试验流程变化的实际需求和越来越复杂的试验。由此可见该系统最基本，核心的内容在于配置功能。系统结构流程如图3所示，软件从指令配置开始分步完成指令配置、项目配置、流程配置，每一步的配置信息都需要加载到下一步运行中，从而指令配置作为最基本的配置同时也是关键的环节。本系统采用配置文件作为基本数据库，来实现指令数据的统一管理。
2.2 指令配置的实现
2.2.1 配置文件
系统的软件核心是配置功能，它完成终端指令、试验项目和试验流程的配置，为了使配置参数的组织与存储尽可能通用，通过配置参数文件生成器可将配置参数以.ini文档的形式进行组织和保存；相应地，在系统运行时，则需要参数解析器将各个配置模块的参数从.ini参数配置文件中解析出来[7]，为各个子模块运行提供初始化参数，并为系统各模块的动态数据交互提供接口参数。
配置文件本身为文本文件，可以用记事本打开，组成结构为简单的树形结构，如下所示：
[Section Name]
key1_Name=VALUE
key2_Name=VALUE
由于配置文件是整个系统共用的，所以使用[Section Name]段名来区分不同用途的参数区。例如：[Section Name1]表示发电机电压；[Section Name2]表示发电机频率等等，而key1_Name=VALUE则表示该参数的所有可设定值。
配置文件保存、读取界面如图4，图5所示。
2.2.2 基于配置文件的指令配置的实现
各模块的配置参数以.ini进行组织，形成配置文件，运行时对.ini文件进行解析，生成特定试验流程的指令序列和控制逻辑[5]，并且配置终端还包括装载、删除命令用户可以装载之前的指令文件，也可以对现有指令文件进行修改，来实现项目要求，指令配置界面如图6所示，基于配置文件的指令配置程序框图如图7所示。
系统配置过的信息都需要进行保存，因为下一步配置需要加载上一步的配置信息，同时多次重复实验也可以直接加载第一次配置过的指令、项目或者流程，这样能大大减少实验时间，提高实验效率。后面的项目配置、流程配置以及运行界面与指令配置界面类似，只是根据实验要求加载上一步配置好的信息，然后便可以实现，在此不做赘述。
2.2.3 配置文件的优点
配置文件对数据进行管理与传统数据管理相比有以下优点：
（1）使用方便、针对性强
配置文件包含了测试系统需要的一切模拟量以及数字量信息，通过配置指令面板可以方便的对指令参数进行设定。
（2）维护性能，扩展性能好
.ini的格式是基于文本的，便于阅读、存档和调试。当测试硬件发生变化或者参数改变时，只需要在配置文件中添加或者修改关键字即可，而传统数据管理模式则需要重新定义数据结构，扩展性能差。
（3）数据独立性强，减少数据冗余
传统文件类数据管理结构中，数据与程序相互耦合，使用配置文件方式数据与程序相对独立，增强了系统的稳定性，而配置文件将测试系统所有被测量的数据进行统一的定义、存储、更新，大大减少不必要的数据冗余。
3 结 语
该飞机配电盒测试系统基于LabVIEW 2010开发环境，基本上实现了测试系统的分布式自动测试，系统利用.ini这种配置文件大大减少了程序复杂性，提高了系统的扩展性、稳定性以及可扩展性。该系统已经交付使用，系统性能稳定，人机界面友好，操作简单方便，测试效率有了显著提高。
参考文献
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