基于PXI總線的某型舵系統(tǒng)檢測設備設計 2010-11-19 09:27:06作者：張瑜 馬冠恩 郝云虎 景鵬來源:電子設計工程

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O 引言

隨著虛擬儀器技術、PXI總線技術和計算機技術等高新技術的發(fā)展，要求測試設備要具有小型化、集成化、智能化的特點，并且在部隊裝備搶修時，也對測試設備在振動、溫度與濕度方面提出了較高的要求。利用虛擬儀器技術，采用PXI總線開發(fā)可視化故障診斷平臺，可以方便地將專家的經驗、技術資料等信息融入到診斷流程開發(fā)中，完成測試程序的開發(fā)。實現對被測裝備的快速故障診斷，提高對裝備的臨時搶修和應急、機動保障能力。

1 某型舵系統(tǒng)的工作原理

該系統(tǒng)由舵機放大器(以下簡稱舵放)、四個電動舵機(以下簡稱舵機)和舵面組成，作為慣性控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件，舵放將輸入信號和舵機的位置、速度反饋信號，變換成一定的控制信號給舵機，再由舵機帶動舵面偏轉，從而實現角度跟蹤達到穩(wěn)定和控制彈體飛行的目的，對導彈的航向、俯仰和傾斜進行自動控制，結構框圖見圖1。

輸入信號和本系統(tǒng)的位置、速度反饋信號經舵放變換后輸出控制信號驅動舵機工作，將舵機內的電動機輸出的轉矩通過減速器傳遞到輸出軸。當輸入信號為零時，電動舵機輸出的轉矩不可能傳遞到輸出軸，輸出軸不發(fā)生偏轉；當輸入信號為正電壓時，將電動機輸出的轉矩通過減速器傳遞到輸出軸，致使輸出軸向—個方向偏轉；反之，當輸入信號為負電壓時，致使輸出軸向另一個方向偏轉。

為穩(wěn)定系統(tǒng)輸出轉角，并使輸出轉角與輸入信號成正比，采用電位器進行位置反饋。

為使系統(tǒng)工作穩(wěn)定和改善系統(tǒng)的動態(tài)工作品質，采用測速發(fā)電機進行速度反饋。

2 測試原理

PXI工控機利用D／A轉換模塊輸出控制信號，用來模擬舵系統(tǒng)的輸入信號，同時電動舵機輸出相應的位置、速度反饋信號，該反饋信號經調理模塊進行調理，再由A／D數據采集模塊采集送入工控機?？刂朴嬎銠C將采集的數據與相對應舵系統(tǒng)技術指標進行分析、比較，來判定各項參數是否滿足要求，最終確定舵系統(tǒng)工作是否正常，并通過顯示器顯示出測試結果。

PXI控制計算機提供調理模塊工作所需資源的集成環(huán)境，+28．5 V和±15 V直流電源分別為被測對象和調理模塊提供正常工作的電源。

3 硬件設計

3．1 測試平臺

PXI平臺是一種專為工業(yè)數據采集與自動化應用量身定制的模塊化儀器平臺，具備機械、電氣、軟件等多方面的專業(yè)特性。充分利用了當前最普及的臺式計算機高速標準結構一PCI，是compactPCI規(guī)范的擴展，是以CompactPCI為基礎再加上一些特有的信號組合而成的一個架構，繼承了PCI的電氣信號，擁有如PCIbus的極高傳輸數據的能力。

PXI產品具有級別更高、定義更嚴謹的環(huán)境一致性指標，符合工業(yè)環(huán)境下振動、撞擊、溫度與濕度的極限條件，尺寸上，4U的PXI機箱比絕大多數的臺式機或工業(yè)計算機平臺更加緊湊，這對于狹小環(huán)境下的測試來說是一項重要的特性。

PXI模塊化、前插式結構給維護和升級帶來極大的便利，如果系統(tǒng)中的一個模塊需要修理，工程師可以將其取出而不影響其他模塊，模塊化減少的停機時間降低了系統(tǒng)壽命內的維護成本。

3．2 板卡選擇

數據采集采用高速數據采集卡PXI-6254，D／A轉換采用轉換模塊PXI45713。

3．3 調理電路設計

調理模塊完成直流電源以及各路所需信號的幅值調理。調理原理示意圖如圖3所示。