[01016919]航空飞行器关键状态参数机载设备综合测试技术及应用

飞行高度、速度、姿态、航向、发动机转速等参数是航空飞行器关键状态参数，对应的机载设备状态好坏直接影响飞行安全和飞行任务的完成。因此，在飞机地面维护、修理，以及新设备出厂前需要进行综合测试。然而，关键状态参数机载设备设计逻辑复杂、交联耦合度高，对测试系统的测试精度、环境仿真度、综合自动化程度等要求较高。现有的测试系统存在综合化水平较低，测试程序不可移植、测试仪器互换性差，无法再现被测设备空中真实状态等问题，迫切需要通过研究复杂系统的综合测试技术，开发相应的产品设备，实现对航空飞行器关键状态参数机载设备的综合测试，满足部队飞机维护和地方军工企业生产、修理过程中对机载设备性能测试、故障检测的需求。该项目是在军委装备发展部预研基金和空军装备部专项课题支持下开展。 项目基于柔性设计理念，综合运用虚拟仪器、总线控制、软件重构等技术，构建一种技术先进、通用化水平高、可扩展性强的航空飞行器关键状态参数机载设备合测试系统，实现了对航空飞行器飞行控制系统、导航系统、大气数据系统、发动机仪表系统等4类18种机载设备的综合测试。主要内容包括：(1)以PXI总线为基础平台，以多种总线接口为纽带，采用标准测试接口，通过集中整合各类仪器设备，设计配套电源系统、监控系统、测试适配器、测试电缆等，构建测试系统硬件平台。(2)按照面向信号的测试程序设计思路，采用层次化的软件结构，设计可移植、可重用的测试系统软件。(3)在分析各类机载设备工作原理和故障机理的基础上，通过构建故障知识库，开发基于故障树的故障诊断推理专家系统，满足机载设备测试时对故障定位的需要。(4)通过设计专用计量适配器和计量软件，实现对系统测试仪器资源及通道的计量。(5)基于测试环境仿真建模的仿真测试方法，搭建在环仿真测试平台，构建地面测试高仿真环境，模拟机载设备间复杂交联关系、复现空中飞行状态、故障现象和故障模式，实现对航空飞行器关键状态参数机载设备的全面测试。(6)采用"并联+模拟"方法，"驱动电缆"、直接数字频率合成等技术，分别实现对不同类型微弱信号的处理，解决测试过程中信号高精度测量与给定难的问题。 该成果已产生相关专利14项，已授权专利10项(含2项国防专利)，未授权专利4项(含2项国防专利)；发表直接相关论文4篇，其中EI检索1篇，中文核心期刊2篇。 应用该项目研究技术开发的自动测试系统，整体技术优于民航系统开发的分离式检测设备和其他类型军用综合测试系统，居于国内领先水平。通过应用此系统，解决了空军航空兵部队、军工企业、修理工厂以往采购单体分离式测试设备价格昂贵、功能单一、测试效率低下等问题，提升了对相应机载设备测试能力，提高了生产、修理效率，经济效益显著。同时，该项目研究为民航领域开发相应的民机综合测试设备提供了借鉴，也为部分民参军企业提供了技术支撑，有力推动了军民融合深度发展。