一种用于机载机电管理分系统的测试验证技术

艾铁柱，王寅

（中国航空工业集团公司第六三一研究所，陕西西安，710119）

0 引言

传统的机载电子设备测试验证技术一般是针对功能单一的控制器或计算机进行，功能数量不超过20个，接口种类不超过30种，接口数量不超过200个，常规测试验证方法采用工控机、手动调理箱及外部独立激励源方式实现，测试局限较大，仅可验证产品稳态特性，无法测试产品瞬态性能；另外，测试效率低，测试环境易损坏，后期维护性差也是其存在的弊端。当被测系统庞大时，测试验证非常耗时，测试人员手动进行长时间重复测试过程中容易疏漏，为支持机电管理分系统日趋复杂的功能测试要求，提出一种体积小、重量轻、高故障检测率、高可靠性，高效率，低维护成本的机电管理分系统测试验证技术，已成为新一代机载机电系统的验证环境必要条件。

机载机电管理分系统UMS包括2台机电管理计算机和2台远程接口单元，在飞机机电系统交联供电分系统、动力装置分系统、液压气动分系统、防冰分系统、防火分系统、刹车分系统、燃油分系统、调板分系统、起飞着陆系统、环控分系统、氧气分系统、救生分系统和机翼折叠分系统13个分系统，实现的系统功能有240项、外部交联的接口种类有60余种、接口数量1500余个，要对如此复杂的系统进行全功能测试验证又能确保覆盖系统全部接口，用于支持机电管理分系统的调试、系统验证、环境试验和交付验收工作。测试验证工作异常重要而又艰巨。

利用测试环境模拟2台UMC与2台RIU组成的机电管理分系统所有外部接口激励及负载的能力，同时模拟外部交联设备各个信号之间的逻辑关系，根据应用软件的控制律，设定测试序列和合格判据自动遍历测试机电管理分系统所有功能。根据被测机电管理分系统产品特点，测试环境需模拟2台UMC与2台RIU组成的机电管理分系统所有外部接口激励及负载的能力，同时还需模拟外部交联设备各个信号之间的逻辑关系，测试环境需根据应用软件的控制律，设定测试序列和合格判据自动遍历测试机电管理分系统所有功能。本机电管理分系统的测试验证技术是基于CPCI系统实现的一体式自动化测试技术，具有体积小、测试覆盖率高、速度快、自动化程度高、易维护和具备自检功能等特点。

1 总体设计

整体组成有三大组件：CPCI系统及人机交互组件KVM；交直流信号源分线箱组件；电源盒组件；各组件及整体结构设计采用模块化便携的快拆方式。在实验室或外场使用需要长途运输时，可方便的通过三大组件侧面搭扣快速建立测试环境进行模拟测试。

1.1 CPCI系统

CPCI系统采用2台CPCI机箱扩展级联方式实现，用于测量控制和总线通讯，测试信息显示和记录、权限设置等。CPCI系统主要由控制器、A/D、D/A、离散量输入板卡、离散量采集板卡、继电器板卡、HB6096总线通讯板卡、串口卡、GJB289A总线板卡及人机交互设备KVM组成。

1.2 交直流信号源分线箱组件

交直流信号源分线箱组件由一个8U机箱实现，该组件直接通过电缆与机电管理分系统连接，用于模拟实现机电管理分系统所有外部交联的交直流信号激励及负载特性，同时该组件内部设置有信号预处理与滤波保护电路，防止由于测试环境内部出现短路或过流损坏机电管理分系统情况发生。

1.3 电源盒组件

电源盒组件由一个3U机箱实现，前后为开窗式，内部安装直流程控电源一台，侧面设计把手，方便整体搬运。电源盒组件由急停按钮、上电开关、过流保险丝、电压表、电流表和电源面板组成。

2 测试策略

图1 固化应用软件时的软件测试流程

机电管理分系统应用功能测试时，测试流程见附图1，测试验证环境需仿真飞机机电系统工作状态，既要为机电管理分系统提供各交联系统的信号激励和负载，还需模拟外部交联设备各信号之间的逻辑关系。测试环境需根据应用软件的控制律，设定测试序列和合格判据，自动设置激励，监测被测机电管理分系统的响应动作是否正常，并根据被测机电管理分系统的控制输出进行闭环连锁。

图2 固化硬件平台测试软件时的软件测试流程

在测试机电管理分系统单节点机硬件平台接口功能时，测试流程见附图2，被测节点机将实时采集到的所有离散量输入、模拟量输入、BIT结果、回绕测试结果、通信信息，工作状态等等尽可能全面的信息，通过GJB289A总线传给测试环境，由测试环境判断是否与当前设置值一致，是否测试通过；

测试环境通过GJB289A总线下发离散量输出、模拟量输出的命令，被测节点机进行相应输出，由测试环境判断是否与当前命令一致。

对于HB6096总线通讯和RS-422A总线通讯，定义应答通讯协议，被测节点机收到某通道的特定数据包时，应答相应数据包。由测试环境判断是否与预期一致。

3 结语

在机载机电系统领域，提出一种集中式可配置的自动化测试流程的机电管理分系统测试验证技术，从而实现对机电管理分系统全功能及接口自动测试，提高对机电管理分系统的故障诊断能力，有效提高测试验证效率，减轻测试人员工作负担，通用性强，适用范围广，使用方便，可广泛应用于机载机电系统的控制与管理中，降低了机电系统的重量、体积开销、大大提高了飞机保障维护效率，并且极大提高了机电系统的可靠性。有很好的经济效益和社会效益。

已应用于某型飞机机电系统。通过地面系统联试验证、可靠性环境试验和飞行安全试验验证了本技术的功能与可靠性满足机电系统的应用要求。