载人航天器系统测试智能通用化数字接口设计

航天器系统接口种类和数量繁多,以往的测试系统需要针对卫星接口进行专门地面测试设备接口设计,工作量大,通用性差。为提高系统设计效率,本文提出了一种基于PXI总线技术的高性能通用数字接口模块设计方法,在给出模块结构的基础上,详细介绍了该模块的硬件主体及接口设计原理,并给出了软件设计策略及用户接口函数的定义。该模块具备多通道、大数据量同时收发的功能,已成功地应用于多个型号的测试系统。经过应用验证,该模块能够满足测试系统的使用需求。     

基于PLC的航天器地面测控系统通用化设计研究

航天器地面有线前端测量控制系统是航天器开展整器测试的支持设备。为解决该系统在多个航天器测试中存在重复设计、通用性差的问题,为提高系统的质量和可靠性、降低研制风险、节约研制经费,在基于PLC的航天器地面测控系统工作原理的基础上,对系统研制开展通用化设计研究。通过硬件模块化、组件选型统一化、接口设计标准化、软件功能层次化和可配置化,提高了设备的通用性和互换性。研制的测控系统在多个航天器型号间得到了延用和重用,取得了较好的效果。     

基于SOPC的LXI总线1553B及ARINC429通信模块设计

基于LXI总线的1553B及ARINC429通信模块的开发需求,提出了系统软、硬件设计方案;硬件设计使用SOPC Builder将IP核、接口、微处理器等集成到FPGA芯片上,设计了模块的以太网接口、1553B接口和ARINC429接口;构建了系统软件结构,编写了驱动程序,实现了基于μC/OSⅡ和LwIP协议的TCP/IP协议,从而实现了1553B及ARINC429总线的通信协议;最终实现了LXI总线的1553B及ARINC429通信模块。     

载人航天器电测自动化程序设计及应用

针对现有载人航天器电测过程不能流程化、自动化程控,消耗了相当多的人力资源和时间成本的问题,设计了载人航天器自动化测试程序。通过对自动化测试程序的格式、功能、处理流程进行分析和设计,为航天器电测提供基础数据资源,实现了航天器电测全周期自动化、流程化,能够适应不同系列载人航天器电测,有效减少测试人员的手动操作及岗位人员数量,提高了测试效率,满足高强度的地面测试,高效完成高密度的载人航天器发射任务。     

基于模型的软件接口故障注入测试平台技术

针对软件接口类型多、接口故障注入自动控制复杂的困难以及目前缺少有效的软件接口故障注入工具现状,对软件故障注入中的交联接口故障注入技术展开研究,提出了一种基于模型的软件接口故障注入测试平台技术。通过交联接口测试可视化建模和接口故障注入算子设计,自动生成XML 格式的测试用例,并且通过基于XSLT的脚本自动化生成与执行技术实现测试的控制与执行。故障注入测试主机与接口故障注入器网络连接,接口故障注入器将接口故障数据转换成以太网、串口或CAN网络数据注入到被测软件中,并返回被测件输出数据到测试主机实现测试数据收集与判断。基于模型的软件接口故障注入测试平台具有较强的通用性与易用性,提高了接口故障注入测试的效率,降低了接口测试的成本。     

飞行器供配电系统地面通用测试接口设计

供配电地面测试负责为飞行器提供模拟供电、控制状态切换、采集并传输系统状态信息,配合完成全飞行器全周期的综合测试任务。本文首先简要介绍了供配电地面测试系统的基本功能和设备组成,然后对供电、控制、测量的接口设计进行分析,最后提出接口通用化设计方案。本文为电气系统地面通用化测试研究提供了有益尝试。     

手机USB数据线测试仪的研制

针对企业生产手机USB数据线时需要进行性能测试方面的要求,设计出一款以FPGA为处理核心,USB接口芯片为控制对象,辅之电源、存储器、键盘、显示、静电保护和反馈输出接口等模块组成的手机USB数据线测试仪。该测试仪按照USB通信协议把USB数据包通过被测数据线进行传输,然后通过计算其传输USB数据包的错误率来判断数据线性能的质量好坏。通过与误码率分析仪、电脑海量传输实测的结果对比和实际应用表明,该仪器较其它测试方法具有测试速度快,测试结果准确等优点,可广泛地应用于USB数据线生产企业。     

长征六号运载火箭动力测发控系统仿真测试平台的设计

针对长征六号运载火箭动力测发控系统射前仿真测试需求,结合短周期快速发射及方舱操作的特点,设计了一种仿真测试平台;该测试平台使用电气信号模拟动力配气台阀门、压力传感器及箭体连接器硬件接口信号,形成硬件接口层;采用软件模拟配气台工作原理,仿真箭体连接器通断,并模拟基地加注间通讯系统与动力测发控系统进行信息交互,形成软件模型层;硬件接口层与软件模型层之间通过RS422总线和PC104总线连接,实现仿真测试平台的模块化和组合化设计;该仿真测试平台为长征六号运载火箭动力测发控系统提供了闭环测试环境;实际情况表明,该仿真测试平台可覆盖动力测发控系统的全部工作状态,满足短周期快速发射的测试需求,提高了动力测发控系统仿真测试的效率。     

基于某模型自由飞试验的测控与信息传输系统设计

针对模型自由飞试验的技术要求,设计了某模型自由飞试验使用的测控与信息传输系统,针对系统设计要点突破了多项关键问题,给出了系统关键点的设计方法和具体实现过程,并结合实例和仿真给出了相应的结果,通过地面试验对整个测控与信息传输系统的性能进行测试,包括地面及机载收发信机的接收灵敏度测试、系统时延测试等,试验结果表明,收发信机接收灵敏度及链路延时等指标都能满足模型自由飞试验的要求;对同类型系统设计有重要参考价值。     

飞行器遥测设备与综控机一体化设计

随着新一代飞行器技术的快速发展,对其体积、航程以及信息化程度的要求越来越严格。为此,提出了飞行器遥测设备与综控机的一体化设计,利用的数据监测与处理模块替代传统飞行器上单独的遥测设备,将其集成到综控机当中,大大节约了飞行器空间,提高了其信息处理与监测能力。该模块基于NandFlash存储器、DSP/BIOS实时操作系统千兆以太网接口以及PCM接口,能够实现大量数据的实时存储与传输。经大量试验证明：NandFlash存储器能够可靠的记录大量实验数据,千兆以太网接口可以很好的实现飞行器系统与测试设备之间的高速数据传输,通过PCM接口能够组织完成遥测数据的实时发送,既具备传统遥测设备的功能,又提高了数据处理、存储与监测的能力。     

航天器中远距仅测角导航硬件在环测试的光学模拟器设计

设计了一种航天器中远距仅测角导航硬件在环测试的光学模拟器,可对仅测角导航视觉传感器的硬件、软件和算法的性能及可靠性进行验证。首先对该光学模拟器进行了系统描述,包括硬件组成和星图模拟软件设计。硬件选用的都是商用、现成的部组件,可大幅节约研发成本,缩短开发周期。其次,重点阐述屏幕亮度与恒星星等之间的关系,以及该光学模拟器的光学原理。最后对该光学模拟器的星图模拟进行实验测试,并介绍了一种基于Clohessy-Wiltshire (CW)方程的仅测角导航模型,用于硬件在环测试。验证了几何校正后的光学模拟器完全满足航天器中远距仅测角导航硬件在环测试要求,并得出相对于几何校正前,终端时刻的相对位置精度提高了25.5%,相对速度精度提高了31.3%。     

便携式多波段多光轴平行性检测仪设计

针对多波段多光轴观瞄仪对光轴平行性检测需求,提出便携式高精度光轴平行性检测仪设计方案。为了减小系统的体积,光学结构采用卡塞格林式准直系统,运用Zemax光学设计软件设计并优化了其光学及结构参数。采用ZnS玻璃作为分划板基底材料设计了多波段共光轴的综合靶标,并利用CCD的感光面作为激光光斑采集靶面,提高了便携性,检测仪器检校光轴一致性偏差在15以内。实验分析结果表明:设计方案满足观瞄仪的高精度校轴和野外快速测试的需求。     

新型航天器电气综合一体化架构研究

随着电子技术的发展,电子元器件的体积越来越小,处理器的运算能力越来越强,存储器的容量越来越大,总线的传输速率越来越高,电子设备的集成度越来越高,成本越来越低。在这样的背景下,航天器电气综合系统设计理念也在与时俱进,为降低电气系统体积重量和功耗,以提高航天器的任务能力,同时为加快研制进度,降低研制成本,迫切需要开展新型航天器电气综合一体化架构研究,这篇文章主要对比国外航空航天领域飞行器先进电气综合系统架构,分析了目前国内航天器电气系统综合设计中存在的缺陷和弊端,结合我国未来新型航天器对电气综合系统的需求,提出了我国新一代航天器电气综合系统一体化设计的基本原则,并对系统软硬件体系架构及具体的功能实现方式进行了初步的设想。     

基于IEEE1232的模拟电路TPS自动生成系统开发

目前在模拟电路故障诊断及测试过程中存在两个问题：测试信号的连续性及容差特性造成的测试信号数量巨大,故障知识表示复杂,测试程序（Test Program,简称TP）的编写多用基于决策知识的人工生成方法。通过对IEEE1232标准的体系结构和诊断推理机要求的分析,论文对IEEEE1232模型体系进行扩充,提出一种包含特征提取技术和多种AI诊断方法的诊断知识库生成协议,设计并实现了符合1232标准知识库的TPS自动生成测试系统。提高了诊断知识的移植性,实现了TPS的自动生成。仿真结果证明了该方案的可行性     

应用ETDFA生成CBTC联锁软件形式化模型的方法

CBTC系统的联锁软件为SIL4级的高安全、高可靠软件,目前广泛使用的软件测试和仿真验证的结果严重依赖选取的测试向量,要保证高覆盖率的测试十分困难;EN50128中强烈推荐SIL4等级的软件使用形式化方法完成软件需求规格说明书和软件设计,因此,采用形式化的方法设计软件,是构造高可靠、高安全软件的一个重要途径;总结了现有的CBTC系统中联锁子系统集成方式及优缺点,并使用事件确定有限自动机ETDFA(event deterministic finite automata)模型对适用性更优的升级型集成方式的联锁软件的联锁逻辑完成形式化定义,保证联锁逻辑的正确性,减少软件的不确定性描述;以办理进路为例生成联锁对象的ETDFA模型,验证该方法的有效性和可行性;该方法不仅为CBTC联锁软件的设计与开发提供新思路,而且有助于安全苛求软件的形式化验证与分析,提高联锁软件的安全性和正确性。     

航天器质量信息大数据技术的研究与实现

为实现航天器质量信息的有效管理和深度应用,分析了航天器质量信息的重要意义和数据特征,充分借鉴当前流程的大数据技术成果,基于ORACLE、MongoDB和HBase技术实现数据源层,基于Hadoop、Storm、MySQL、Berkeley DB和HANA技术实现数据处理层,基于SOA和Web Service技术实现数据服务层,基于多种技术方式实现具有多种应用功能的数据应用层,基于Windows Server 2012、CentOS 6.5、Unix、PHP和HTML5等技术实现系统软件开发部署,建立了覆盖全生命周期全方面的航天器质量信息系统,分析了系统所涉及的多源异构数据的采集、传输与存储,质量信息数据实时处理与分析,实时质量监控、预警和评估等关键技术实现途径,并对应用前景进行了展望,实现航天器研制全周期全过程全方位海量数据采集、处理、分析、预测和评估,使航天器质量管理更加科学、精准、高效。     

一种NMR谱仪控制台软件系统的多层架构设计

提出了一种用于核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）谱仪控制台软件系统的多层架构设计. 该设计在逻辑功能上将系统抽象为Linux硬件设备驱动、驱动接口、业务逻辑、网络传输和协议控制5层,每一层完成系统中特定的功能,并且独立维护. 这种采用分层的设计方式降低了系统的耦合性,简化了系统结构; 并且能多层同时开发,提高了编程效率,缩短了开发周期. 严格测试后,该软件系统与实验室自主研发的硬件联合调试,运行良好,能够长期稳定的进行实验操作,满足设计要求.     

ATE软件系统研究与设计

针对自动测试软件平台的通用化和智能化,把软件测试中的模型驱动思想应用于硬件自动化测试系统中,提出了通用测试集成环境(GTIE)的概念,并进行了详细研究与设计,包括软件分析、软件设计以及软件实现过程。充分利用了UML思想对整个软件系统进行建模,其中包括软件的功能、静态结构、动态行为等,使软件的开发标准化。所实现的GTIE可有效提高测试程序的开发效率,降低开发成本,并使测试程序具有非常好的通用性。     

SECRAL超导磁铁电源控制

超导离子源(SECRAL)的超导磁铁电源的控制非常重要。为防止超导磁铁的失超,需要对超导磁铁电源采用恰当的策略进行控制。在SECRAL系统中,4台电源分别为4个超导线圈独立供电,供电的电流大小不同,电流上升和下降的速率也不同。4个线圈的电流不平衡,将导致整个超导磁铁失超,所以超导线圈的电流上升和下降过程必须协同完成。为了提升磁铁电源的安全性和稳定性,设计并实现了一个远程控制系统。在硬件方面使用串口通讯服务器实现TCP/IP网络通讯与RS232串行通讯间的协议转换。软件使用VC++直接对串口编程完成。该系统能够自动完成4台电源的同步操作,简化了超导离子源SECRAL的调试过程,提高了操作过程中的安全性。     

航天器多路射频频谱自动监测系统设计

设计了一种采用太阳能供电模式的无线户外环境监测系统。该系统由终端节点,ZigBee-GSM网关和上位机数据存储中心组成,集成ZigBee和GSM无线通信,根据用户发送的短信指令控制终端节点数据采集的通断,同时用户发送短信指令远程查询户外环境的重要信息。针对户外环境因子的特点,选用工业级、灵敏度高的传感器,对户外不同位置的PM2.5浓度和紫外线指数进行测量,测量结果既可在上位机实时显示和存储,也可以由ZigBee-GSM网关通过SIM900A模块发送至移动终端。户外测试结果表明,该系统运行稳定,数据传输可靠,能快速地实现远程遥测功能,为户外环境远程监测提供了一种技术手段。