用于雷達(dá)測試和驗(yàn)證的自動(dòng)化測試設(shè)備
Author(s):
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/193739.htmR. Lauricella - Fiar S.p.A.
A. Pozzi - Fiar S.p.A.
Industry:
Government/Defense, ATE/Instrumentation
Products:
Data Acquisition, Instrument Connectivity, Software
The Challenge:
在無需操作員在場并在不同的環(huán)境條件下(如老化室內(nèi))自動(dòng)測試?yán)走_(dá)功能和性能;為設(shè)備驗(yàn)證生成詳細(xì)的自動(dòng)化報(bào)告。工作站還能夠?qū)⑺刑幚砥鞯睦走_(dá)軟件下載至雷達(dá)內(nèi)。
The Solution:
在LabWindowsTM/CVI中使用現(xiàn)有的控制GPIB和VXI總線的庫以及DIO板卡控制并采集信號,在運(yùn)行時(shí)間對信號進(jìn)行處理和分析。使用Active-X來生成Excel格式的自動(dòng)化報(bào)告,說明測試過程的結(jié)果。
基于LabWindows/CVI強(qiáng)大適用的多線程、友好的用戶界面以及在很短的時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜軟件的能力(利用十分有用的庫函數(shù)),整個(gè)項(xiàng)目在該系統(tǒng)中成功開發(fā)。
從尚未下載雷達(dá)開始,工作站首先下載雷達(dá)并使用服務(wù)性測試感知雷達(dá)行為。下一步驟用于使用接受性測試對雷達(dá)進(jìn)行進(jìn)一步測試,并通過驗(yàn)證步驟對性能進(jìn)行驗(yàn)證。如果探測到任何故障,操作員能夠通過故障排除步驟,找出故障發(fā)生的板卡。所有自動(dòng)控制的子系統(tǒng)還可以在工作站顯示器上重現(xiàn),使操作員能夠進(jìn)行個(gè)別控制和遠(yuǎn)程控制。
介紹
項(xiàng)目的目標(biāo)是驗(yàn)證雷達(dá)的功能和性能。工作臺的設(shè)計(jì)使用了一些輔助商業(yè)設(shè)備,通過PC 控制器工作臺下方的不同總線進(jìn)行連接。硬件體系結(jié)構(gòu)在程序啟動(dòng)初始化階段顯示在工作臺的顯示器上,此階段將自動(dòng)檢查在相關(guān)的總線上是否存在設(shè)備(見圖1)。
圖1.工作臺啟動(dòng)面板,圖像中顯示了總線體系結(jié)構(gòu)的合成圖
此外,工作臺使用DIO 板卡NI PCI-6533(DIO-32HS)以及PCDIO-24 即插即用板卡與雷達(dá)測試接入端口相連,從而可以對雷達(dá)性能進(jìn)行仿真并監(jiān)視雷達(dá)行為。
軟件使用LabWindows/CVI 多線程方式執(zhí)行多個(gè)任務(wù),從而獲得更高效的響應(yīng)和更好的性能。
多線程機(jī)制允許在工作臺的每個(gè)總線上并行執(zhí)行程序,而不會發(fā)生任何沖突??梢詮拿織l總線上采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和記錄。
自動(dòng)測試序列代表工作臺的軟件核心,但是工作臺還用來直接控制雷達(dá)的主要總線,從而可以對飛機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行仿真,并對雷達(dá)的響應(yīng)進(jìn)行分析。在工作臺前放置了一個(gè)GPIB 指令對象發(fā)生器作為情景仿真器。
硬件系統(tǒng)
硬件系統(tǒng)由下列系統(tǒng)組成:
● GPIB 總線電源(三相、交直流),使雷達(dá)設(shè)備能夠開啟、關(guān)閉并監(jiān)視電流。GPIB 專用指令可以仿真電氣測試中的瞬時(shí)特性和電壓跳變。
● GPIB 總線的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)表格可以仿真飛機(jī)的運(yùn)行,通過使用GPIB專用指令可以生成特定的飛機(jī)軌跡和操縱。
● GPIB 總線的光學(xué)工作臺表格仿真對象是否存在。使用GPIB專用指令就能夠改變對象類型、形狀和數(shù)量。
● 使用GPIB 總線的示波器、萬用表和視頻同步發(fā)生器,操作員可以通過分析信號和數(shù)據(jù)探測是否發(fā)生故障。這些儀器可以由操作員使用人機(jī)界面進(jìn)行獨(dú)立和遠(yuǎn)程控制。
● GPIB總線的液體冷卻單元對雷達(dá)進(jìn)行冷卻并檢查液體的溫度、壓力和流速。這些數(shù)據(jù)可以用特定的GPIB 指令在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行監(jiān)視。
● 雷達(dá)測試接入端口盒連接到兩塊用于時(shí)間嚴(yán)格信號測試的NI PCI-6533(DIO-32HS)板卡,以及用于I/O 數(shù)據(jù)采集操作的PC-DIO-24 即插即用板卡。
● VXI總線上的開關(guān)陣列和HF多路復(fù)用器用于對不同的測試接入端口信號以及不同視頻輸出進(jìn)行多路復(fù)用。
● GPIB 總線和VXI 總線上的3838/3910 接口可以對所有能夠送入雷達(dá)總線的指令進(jìn)行仿真。GPIB 總線用于設(shè)置設(shè)備,VXI 總線用于嚴(yán)格時(shí)間操作和數(shù)據(jù)變化。
● 老化室使用RS485和兩塊PCI板卡連接到工作臺,可以設(shè)置不同的溫度循環(huán),并對環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。
整個(gè)項(xiàng)目在LabWindows/CVI 中進(jìn)行開發(fā),利用了它強(qiáng)大實(shí)用的多線程、友好的用戶界面以及在很短的時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜軟件的能力(利用十分有用的庫函數(shù))。軟件被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行完全自動(dòng)化的步驟,例如:
● 工作臺自檢——可以檢查工作臺組件是否存在,并對每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行自檢。測試結(jié)果顯示給操作員,并將顯示故障的類型。
● 雷達(dá)軟件下載——更新下載所有雷達(dá)處理器的雷達(dá)軟件。在完成下載、對程序啟動(dòng)進(jìn)行確認(rèn)、檢查內(nèi)存內(nèi)容之后,必須在3838/3910 總線上遵照典型的協(xié)議(保留的)。自動(dòng)恢復(fù)條件的管理是為了能夠在沒有關(guān)鍵故障(包括信息重試、塊重試以及程序重載)發(fā)生的時(shí)候能夠繼續(xù)工作,在其他情況下,下載程序會停止,告知用戶所發(fā)現(xiàn)的問題(見圖2)。
圖2.下載程序面板(數(shù)據(jù)保留/ 未顯示)
● 雷達(dá)服務(wù)型測試——用于驗(yàn)證主要雷達(dá)功能的快速非完全測試,可以發(fā)現(xiàn)瑣碎細(xì)小問題。
● 雷達(dá)購買者/ 產(chǎn)品接受測試程序(ATP)——這些代表了客戶對雷達(dá)功能進(jìn)行評價(jià)的基準(zhǔn)。所有測試步驟都有通過/失敗報(bào)告,以及一個(gè)使用Active-X庫進(jìn)行生成的具體報(bào)告。雷達(dá)購買者在產(chǎn)品ATP無錯(cuò)地通過之后將接受雷達(dá),此后ATP對雷達(dá)功能進(jìn)行驗(yàn)證和演示。
購買ATP的用戶由購買者在其自己的公司內(nèi)進(jìn)行,在在雷達(dá)安裝到飛機(jī)上之前他將收到雷達(dá)用于這個(gè)步驟。
● 雷達(dá)軟件接受測試程序——對軟件需求規(guī)范文檔中指定的或者由購買者列出或接受的所有軟件需求進(jìn)行測試。
● 雷達(dá)規(guī)范程序——由于它能夠展示雷達(dá)的電氣性能和環(huán)境性能,所以是最強(qiáng)大的自動(dòng)測試。此外,還能夠?qū)﹃P(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行檢測和隔離。
所有工作臺子系統(tǒng)都使用GPIB 和VXI 接口進(jìn)行自動(dòng)仿真,使用高速采集用于高速數(shù)據(jù)獲取。在這些程序中,飛機(jī)的軌跡以及目標(biāo)可以進(jìn)行仿真。(見圖3)
圖3.軌跡仿真面板
● 雷達(dá)故障排除程序——在購買者/ 產(chǎn)品ATP 檢測到故障時(shí)使用。有了這個(gè)特性,就可以控制特定的測試序列自動(dòng)找出發(fā)生故障的板卡。
故障隔離度相對板卡的關(guān)系如下:
● 三塊板卡100%
● 兩塊板卡95%
● 一塊板卡90%
每個(gè)雷達(dá)板卡都可以尋址找到,以便發(fā)送或接收指令檢測是否正常工作或是對失敗進(jìn)行定位。失敗檢測對于失敗手冊中說明的失敗有100%的檢測率。
● 雷達(dá)考機(jī)程序——能夠通過仿真任務(wù)中的關(guān)鍵環(huán)境工作條件,對雷達(dá)行為進(jìn)行檢查。使用RS485 以及兩塊PCI 板卡,工作臺能夠?qū)囟仁疫M(jìn)行控制,仿真以下因素:溫度特性;以頻率、幅度以及定時(shí)表達(dá)的振動(dòng)特性;對特定雷達(dá)區(qū)域進(jìn)行仿真的鼓風(fēng)機(jī)特性(例如溫度的增加)。
在運(yùn)行72個(gè)小時(shí)的環(huán)境循環(huán)中,進(jìn)行自動(dòng)電氣測試,并在整個(gè)測試持續(xù)時(shí)間內(nèi),對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行記錄。用戶可以提取測試日志文件,以對雷達(dá)質(zhì)量進(jìn)行判別(見圖4)。LabWindows/CVI 接口是用戶友好的,并且能夠簡化軟件體系結(jié)構(gòu)(事件管理)。
圖4.帶有溫度檔案設(shè)置和報(bào)告顯示的考機(jī)程序面板
● 雷達(dá)特性/ 標(biāo)定算法——允許下載典型(保留)雷達(dá)參數(shù)以對雷達(dá)圖像和功能質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整。
結(jié)論
在工作臺實(shí)現(xiàn)的開發(fā)過程中,我們十分推崇LabWindows/CVI,因?yàn)樗謴?qiáng)大并且界面友好。各種各樣的問題出現(xiàn)并被解決,令設(shè)計(jì)工作非常的有趣。工作臺在我們公司實(shí)際上是雷達(dá)整合團(tuán)隊(duì)在使用,之后推廣到了購買者團(tuán)隊(duì)和許多其他成員中。
如果您有任何問題,請留言給NI工程師,我們會盡快給您回電!
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R. Lauricella
Fiar S.p.A.
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