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　　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)）自動測試雷達功能和性能；為設(shè)備驗證生成詳細的自動化報告。工作站還能夠?qū)⑺刑幚砥鞯睦走_軟件下載至雷達內(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，在運行時間對信號進行處理和分析。使用Active-X來生成Excel格式的自動化報告，說明測試過程的結(jié)果。

　　"基于LabWindows/CVI強大適用的多線程、友好的用戶界面以及在很短的時間內(nèi)完成復(fù)雜軟件的能力（利用十分有用的庫函數(shù)），整個項目在該系統(tǒng)中成功開發(fā)。"

　　從尚未下載雷達開始，工作站首先下載雷達并使用服務(wù)性測試感知雷達行為。下一步驟用于使用接受性測試對雷達進行進一步測試，并通過驗證步驟對性能進行驗證。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)，使操作員能夠進行個別控制和遠程控制。

　　介紹

　　項目的目標是驗證雷達的功能和性能。工作臺的設(shè)計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行連接。硬件體系結(jié)構(gòu)在程序啟動初始化階段顯示在工作臺的顯示器上，此階段將自動檢查在相關(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測試接入端口相連，從而可以對雷達性能進行仿真并監(jiān)視雷達行為。

　　軟件使用LabWindows/CVI 多線程方式執(zhí)行多個任務(wù)，從而獲得更高效的響應(yīng)和更好的性能。

　　多線程機制允許在工作臺的每個總線上并行執(zhí)行程序，而不會發(fā)生任何沖突。可以從每條總線上采集數(shù)據(jù)進行分析和記錄。

　　自動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的主要總線，從而可以對飛機的運行進行仿真，并對雷達的響應(yīng)進行分析。在工作臺前放置了一個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特性和電壓跳變。

　　● GPIB 總線的動態(tài)運動表格可以仿真飛機的運行，通過使用GPIB專用指令可以生成特定的飛機軌跡和操縱。

　　● GPIB 總線的光學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界面進行獨立和遠程控制。

　　● GPIB總線的液體冷卻單元對雷達進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 指令在運行時進行監(jiān)視。

　　● 雷達測試接入端口盒連接到兩塊用于時間嚴格信號測試的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總線的指令進行仿真。GPIB 總線用于設(shè)置設(shè)備，VXI 總線用于嚴格時間操作和數(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)進行監(jiān)視。

　　軟件系統(tǒng)

　　整個項目在LabWindows/CVI 中進行開發(fā)，利用了它強大實用的多線程、友好的用戶界面以及在很短的時間內(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)計用于執(zhí)行完全自動化的步驟，例如：

　　● 工作臺自檢——可以檢查工作臺組件是否存在，并對每個子系統(tǒng)進行自檢。測試結(jié)果顯示給操作員，并將顯示故障的類型。

　　● 雷達軟件下載——更新下載所有雷達處理器的雷達軟件。在完成下載、對程序啟動進行確認、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）

　　● 雷達服務(wù)型測試——用于驗證主要雷達功能的快速非完全測試，可以發(fā)現(xiàn)瑣碎細小問題。

　　● 雷達購買者/ 產(chǎn)品接受測試程序（ATP）——這些代表了客戶對雷達功能進行評價的基準。所有測試步驟都有通過/失敗報告，以及一個使用Active-X庫進行生成的具體報告。雷達購買者在產(chǎn)品ATP無錯地通過之后將接受雷達，此后ATP對雷達功能進行驗證和演示。

　　購買ATP的用戶由購買者在其自己的公司內(nèi)進行，在在雷達安裝到飛機上之前他將收到雷達用于這個步驟。

　　● 雷達軟件接受測試程序——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行測試。

　　● 雷達規(guī)范程序——由于它能夠展示雷達的電氣性能和環(huán)境性能，所以是最強大的自動測試。此外，還能夠?qū)﹃P(guān)鍵區(qū)域進行檢測和隔離。

　　所有工作臺子系統(tǒng)都使用GPIB 和VXI 接口進行自動仿真，使用高速采集用于高速數(shù)據(jù)獲取。在這些程序中，飛機的軌跡以及目標可以進行仿真。（見圖3）

圖3.軌跡仿真面板

　　● 雷達故障排除程序——在購買者/ 產(chǎn)品ATP 檢測到故障時使用。有了這個特性，就可以控制特定的測試序列自動找出發(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％

　　每個雷達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。

　　● 雷達考機程序——能夠通過仿真任務(wù)中的關(guān)鍵環(huán)境工作條件，對雷達行為進行檢查。使用RS485 以及兩塊PCI 板卡，工作臺能夠?qū)囟仁疫M行控制，仿真以下因素：溫度特性；以頻率、幅度以及定時表達的振動特性；對特定雷達區(qū)域進行仿真的鼓風機特性（例如溫度的增加）。

　　在運行72個小時的環(huán)境循環(huán)中，進行自動電氣測試，并在整個測試持續(xù)時間內(nèi)，對數(shù)據(jù)結(jié)果進行記錄。用戶可以提取測試日志文件，以對雷達質(zhì)量進行判別（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)置和報告顯示的考機程序面板

　　● 雷達特性/ 標定算法——允許下載典型（保留）雷達參數(shù)以對雷達圖像和功能質(zhì)量進行調(diào)整。

　　結(jié)論

　　在工作臺實現(xiàn)的開發(fā)過程中，我們十分推崇LabWindows/CVI，因為它十分強大并且界面友好。各種各樣的問題出現(xiàn)并被解決，令設(shè)計工作非常的有趣。工作臺在我們公司實際上是雷達整合團隊在使用，之后推廣到了購買者團隊和許多其他成員中。