0导言
虚拟仪器技能是现代计算机技能和仪器技能深层次结合的产品,是当今自动测验范畴的一项重要技能。其中心是使用飞速发展的计算机技能,经过同享计算机内部的软、硬件资源,编制、运转仪器软件,树立图形环境和在线协助机制,完结数据剖析和处理功用,用灵敏的虚拟软面板完结仪器的鼓励、测验和操控功用[1,2]。
潜艇主机远控体系是潜艇主机的自动操控、状况监测和安全维护设备,是潜艇主动力体系的中心部件,它对潜艇动力体系的安全、牢靠运转十分重要,联系到整艘潜艇的安全性,是确保潜艇在航率和完结战役任务的要害因素。因而,无论是在规划制作阶段,仍是在潜艇执役后的各等级修理阶段,都必须对潜艇主机远控体系的各项功用进行全面的测验,使其满意战技能要求。现在国内进行测验时只能选用人工操作、经历判别的办法,进程杂乱且作业效率低。这种测验办法现已跟不上现代配备修理确保作业的需求,更无法满意现代高新技能配备的测验要求[3]。有鉴于此,本文结合虚拟仪器的思维,研讨了构建自动测验体系的详细进程,剖析了完结进程中的要害技能,并研宣布了某型潜艇主机远控体系的自动测验体系。
1测验需求剖析和全体计划规划
1.1测验需求剖析
依据主机远控体系的作业环境和测验作业的需求,所规划的自动测验体系应具有以下功用:
1)测验体系自身的自检自校才能。
2)程序化自动测验和人工辅佐测验功用。
3)能供给被测设备及其部件正常作业和毛病确诊所需的鼓励信号、模仿负载等环境条件。
4)能对主机远控体系进行功用检测和功用测验,测验成果应能直观地显现。
5)具有信号处理、毛病剖析、毛病定位才能,毛病点定位要尽或许详细、正确。
结合配备的实践情况[1,3],对自动测验体系进行规划时,应该遵从以下根本准则:
1)以满意部队作战需求、前进战役力为根本方针,确保武器配备体系的质量和牢靠性,前进可测验性和可修理性。
2)参军用武器体系的视点动身,在ATS各层次、全寿数各阶段坚持通用化、系列化、标准化的规划准则,下降全寿数周期费用、缩短研发周期。
3)使用模块化的产品及其技能,选用集成化的结构办法,确保体系的先进性、开放性、扩展性,确保测验体系自身的牢靠性和长时间稳定性。
4)使用人工智能技能,研讨毛病确诊理论和办法,前进毛病确诊和阻隔水平,树立有用的毛病确诊体系。
1.2自动测验体系全体计划规划
自动测验体系的根本思维是:向被测目标送出测验矢量,接纳目标在该测验矢量鼓励下的呼应信息,再依据鼓励与呼应之间的联系剖析并“决议计划”和“发生”下一个鼓励信号,如此进行下往,最终对鼓励序列和呼应序列进行剖析和处理,断定被测验目标的功用是否正常,从而进行毛病剖析和毛病定位。
在详细剖析主机远控体系的作业原理的基础上,结合国内外自动测验技能的先进思维[4~6],依据测验需求,确认本文研讨的自动测验体系的全体测验计划如下:
1)整机功用测验。针对操控体系整机的一切作业状况,仿真整个操控体系的一切输进信号,检测其输出信号,断定整机功用是否正常,如有毛病,开始确认体系的毛病性质与部位。
2)分机功用测验。依据各分机的作业原理和功用,仿真各分机的一切输进信号,检测其输出信号,断定各分机的功用是否正常。
3)毛病设备的毛病确诊。在工控机的操控下,依据需求向毛病设备送出毛病确诊鼓励矢量,经过收集要害电子元器件的呼应信号,运用公正的毛病确诊办法寻觅毛病源,将毛病定位到回路,并尽或许定位到元器件。
2体系硬件规划
2.1远控体系硬件组成
潜艇主机远控体系由原动机远控设备、离合器维护和信号设备、电源和信号设备、原动机状况复示设备组成,各部分的衔接联系及与潜艇上其它设备的衔接联系如图1所示。虚线部分为潜艇主机远控体系。
远控体系各部分的首要功用如下:
1)原动机远控设备。在原动机处于远控状况时,完结原动机的盘车、吹车、发动、调速、正常泊车、应急调节器泊车、应急维护泊车等功用,显现原动机的运转状况、报警信号、停机信号,并与离合器维护和信号设备一同对原动机进行安全维护。
2)离合器维护和信号设备。显现气动轮胎离合器的状况,承受全艇操控体系的信号并向其反应信号,与原动机远控设备一同对原动机进行安全维护,并与电源和信号设备一同操控整个远控体系的作业状况。
3)电源和信号设备。将潜艇所供的电源处理后,依据远控体系的作业状况将电源分配到其它设备,并与离合器维护和信号设备一同操控整个远控体系的作业状况。
4)原动机状况复示设备。依据原动机远控设备中各量的状况对原动机的运转状况、报警信号、停机信号等进行复示。
图1远控体系组成及与其它设备的衔接联系
图2自动测验体系硬件组成示意图
2.2自动测验体系硬件组成
虚拟仪用具有硬件少、体积小、重量轻、功用强、可扩充性强等长处。与传统仪器相同,虚拟仪器可以划分为数据收集与操控、数据剖析与处理、成果表达与输出三大功用模块。结合虚拟仪器的思维[2,7],规划自动测验体系的硬件完结计划如图2所示。
图2中被测验目标是待测验的远控体系整机或许某一分机。电源电路向远控体系和信号调度电路供电,其中远控体系需求的是特别的电源,需%&&&&&%买专门的电源或许自行规划电源改换电路。
为了完结远控体系整机或分机的自动测验,需求为其规划专门的接口电路和信号调度电路,信号发生器、数据收集设备和被测验目标之间的一切信号都经过它传递,其首要效果有:①将信号发生器宣布的信号(模仿量、数字量等)依据需求转化成远控体系所能承受的信号;②将远控体系发生的信号(模仿量、数字量等)转化成数据收集设备所能承受的信号。
信号发生器的首要效果是:在工控机的操控下发生相应的信号,经信号调度电路转化后送到远控体系,即发生鼓励矢量。
数据收集设备的首要效果是:在工控机的操控下,收集远控体系在鼓励矢量效果下的呼应信号(经过信号调度电路转化),然后将信号送到工控机进行数据剖析和处理。
工控机在软件的指挥下操控整个自动测验体系的运转,也是人机交互的首要途径,它依据需求操控信号发生器向远控体系宣布鼓励矢量,一起将远控体系的呼应矢量进行数据剖析和处理,断定被测目标的功用是否正常并对其进行毛病确诊,最终将断定成果及确诊信息经过显现设备进行显现或经过打印机进行打印。
3自动测验体系的软件规划
虚拟仪器的软件开发环境现在首要有两类:一类是文本式的编程言语,如VisualC++、VisualBasic、C++、LabWindows/CVI等;另一类是图形化编程言语,具有代表性的有LabVIEW、HPVEE等[8]。图形化编程言语和文本式编程言语比较,具有编程简略、直观、开发效率高的特色;而文本式编程言语灵敏性较好,用户可以灵敏的增加功用,并且比图形化编程软件开发本钱低。考虑到本自动测验体系有很多的信号仿真、信号检测、数据处理,并且需求有很多的图形界面处理,挑选LabVIEW作为软件开发渠道。程序框图如图3所示。
图3自动测验体系软件程序框图
图4自动测验体系主界面
体系开机后,首要进行测验体系自身的自检,如无反常,进进自动测验体系主界面,如图4所示。用户可以依据需求挑选测验计划,测验计划分为以下三种:
1)整机功用测验。点击主界面上的“整机功用测验”按钮进进整机功用测验主界面。当操控体系的一切设备正常衔接时,针对操控体系全体的一切功用(电源改换功用、信号指示功用、原动机操控功用、远控和维护功用),仿真模仿被控目标的作业进程,依照程序设置送给操控体系所需的输进信号,检测其输出信号,依据输进矢量和输出矢量之间的联系断定整机功用是否正常。假设功用测验不正常,则操控体系有毛病,将毛病定位到分机。
2)分机功用测验。在“分机功用”测验区点击分机称号按钮进进相应分机的测验界面。依据该分机的作业原理和功用,仿真模仿被控目标的作业进程和与其相联系的其它分机的耦合信号,依照程序设置送给该分机所需的输进信号,检测其输出信号,依据输进矢量和输出矢量之间的联系断定该分机功用是否正常。若不正常,则该分机有毛病,视详细情况可以开始确认该分机的毛病性质和毛病部位。
3)毛病设备的毛病确诊。当经过“整机功用测验”或“分机功用测验”断定出某个分机毛病时,就要对该分机进行详细的毛病确诊。毛病确诊时可以选用各种公正、先进的毛病确诊办法搜索毛病的原因,尽或许将毛病定位到元器件,前进毛病诊出率,并尽量削减漏报和误报现象。本体系中选用以毛病树剖析法为主、含糊神经网络推理为辅的确诊办法。对毛病设备毛病树的结构,采纳理论与实践相结合的办法,即在详细剖析其作业原理的基础上,结合很多的人工确诊的经历,结构公正的毛病树。毛病确诊时,先将毛病树结构存进计算机中,然后采纳自上而下的办法进行毛病搜索和定位,测验时,工控机依据需求不断向毛病设备送出毛病鼓励矢量,一起收集要害电子%&&&&&%的呼应矢量,依据鼓励矢量和呼应矢量的联系进行毛病定位。当需求辅佐推理时,选用含糊神经网络推理办法,终极搜索到毛病的真实原因。当需求人工辅佐时,软件会提示用户进行辅佐测验,并提示人工辅佐的办法。
4定论
本文详细剖析了构建根据虚拟仪器的自动测验体系的各个环节,研讨了完结进程中的要害技能。并以LabVIEW为开发环境,开宣布了某型潜艇主机远控体系的自动测验体系,该自动测验体系可以完结远控体系整机和各分机的功用测验,并可以对毛病设备进行详细的毛病确诊。实践使用标明,该自动测验体系功用完善、界面直观、操作简洁、毛病诊出率高。
本文作者立异点:
1)研讨了将虚拟仪器技能使用于远控体系自动测验进程中的要害技能。
2)经过公正整合软、硬件资源,将上述技能使用于实践,研宣布了某型远控体系整机和各分机的自动测验体系。
参考文献
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