● 摘要
近年来随着航天领域竞争加剧和卫星技术的快速发展,星上综合电子系统向智能化、高性能和高可靠性的方向发展,相应的对测试系统也要求更加通用化、模块化和标准化。如何运用最新的总线、计算机网络和虚拟仪器等技术,开发出具有一定通用性的自动测试平台成为当务之急。
针对星载综合电子的特点,分析了其测试需求,在此基础上设计了分布式星载综合电子自动测试系统。以执行机构分系统的电性能测试为例,验证了该系统的实际应用效果。为了提高测量精度,提高测试平台的总体性能,深入地分析了误差来源并提出用预测算法补偿误差的方法。具体研究内容如下:
(1)根据卫星综合电子分系统的特点,对现有测试系统进行分析总结和测试需求分析,明确自动测试系统的任务和主要功能。
(2)设计了以测试服务器为核心、基于TCP/IP协议的分布式自动测试软件框架。分析了各部分的相互关系并详细设计了各功能模块的功能和工作流程。统计测试系统的信息并建立数据库表,根据测试系统的信息流设计了通信协议。
(3)在Labview 2012开发环境下,以消息队列机为软件框架,利用虚拟仪器和多线程等技术对执行机构分系统的电性能测试平台进行了设计与实现,该平台可以测试电机的供电电压、电流、温度,交流模拟器的电流和力矩加载系统地压力信号等指标,且可以满足最多80通道同步数据采集、超限报警和EXCEL报表生成等功能。
(4)对自动测试系统的误差来源进行了深入分析,并提出了用预测算法进行误差补偿的方法。对ARMA(Autoregressive Moving Average)、BP(Back Propagation)神经网络、灰色理论、贝叶斯等预测模型进行了仿真实验,针对不同特性的测量数据,总结了各种算法在数据预测中的优势和不足,优化了数据处理流程。为了提高预测精度,分析并验证了小波神经网络组合模型的相对优越性。最后用VC 2008 和 COM 组件技术搭建了误差处理平台,可以对执行机构分系统电性能测试平台采集的数据进行静态处理和误差补偿,提高测试精度。
本文研制的星载综合电子自动测试方案已经通过评审并按照方案设计顺利实施,设计并实现的机构分系统测试软件运行稳定,满足测试需求,并对自动测试系统的误差补偿进行了初步研究,为后续的功能完善和开发提供了基础平台。
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