基于PXI总线的某型舵系统检测设备设计 2010-11-19 09:27:06作者：张瑜 马冠恩 郝云虎 景鹏来源:电子设计工程
O 引言

随着虚拟仪器技术、PXI总线技术和计算机技术等高新技术的发展，要求测试设备要具有小型化、集成化、智能化的特点，并且在部队装备抢修时，也对测试设备在振动、温度与湿度方面提出了较高的要求。利用虚拟仪器技术，采用PXI总线开发可视化故障诊断平台，可以方便地将专家的经验、技术资料等信息融入到诊断流程开发中，完成测试程序的开发。实现对被测装备的快速故障诊断，提高对装备的临时抢修和应急、机动保障能力。

1 某型舵系统的工作原理

该系统由舵机放大器(以下简称舵放)、四个电动舵机(以下简称舵机)和舵面组成，作为惯性控制系统的执行部件，舵放将输入信号和舵机的位置、速度反馈信号，变换成一定的控制信号给舵机，再由舵机带动舵面偏转，从而实现角度跟踪达到稳定和控制弹体飞行的目的，对导弹的航向、俯仰和倾斜进行自动控制，结构框图见图1。


输入信号和本系统的位置、速度反馈信号经舵放变换后输出控制信号驱动舵机工作，将舵机内的电动机输出的转矩通过减速器传递到输出轴。当输入信号为零时，电动舵机输出的转矩不可能传递到输出轴，输出轴不发生偏转；当输入信号为正电压时，将电动机输出的转矩通过减速器传递到输出轴，致使输出轴向—个方向偏转；反之，当输入信号为负电压时，致使输出轴向另一个方向偏转。

为稳定系统输出转角，并使输出转角与输入信号成正比，采用电位器进行位置反馈。

为使系统工作稳定和改善系统的动态工作品质，采用测速发电机进行速度反馈。

2 测试原理

PXI工控机利用D／A转换模块输出控制信号，用来模拟舵系统的输入信号，同时电动舵机输出相应的位置、速度反馈信号，该反馈信号经调理模块进行调理，再由A／D数据采集模块采集送入工控机。控制计算机将采集的数据与相对应舵系统技术指标进行分析、比较，来判定各项参数是否满足要求，最终确定舵系统工作是否正常，并通过显示器显示出测试结果。


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PXI控制计算机提供调理模块工作所需资源的集成环境，+28．5 V和±15 V直流电源分别为被测对象和调理模块提供正常工作的电源。

3 硬件设计

3．1 测试平台

PXI平台是一种专为工业数据采集与自动化应用量身定制的模块化仪器平台，具备机械、电气、软件等多方面的专业特性。充分利用了当前最普及的台式计算机高速标准结构一PCI，是compactPCI规范的扩展，是以CompactPCI为基础再加上一些特有的信号组合而成的一个架构，继承了PCI的电气信号，拥有如PCIbus的极高传输数据的能力。

PXI产品具有级别更高、定义更严谨的环境一致性指标，符合工业环境下振动、撞击、温度与湿度的极限条件，尺寸上，4U的PXI机箱比绝大多数的台式机或工业计算机平台更加紧凑，这对于狭小环境下的测试来说是一项重要的特性。

PXI模块化、前插式结构给维护和升级带来极大的便利，如果系统中的一个模块需要修理，工程师可以将其取出而不影响其他模块，模块化减少的停机时间降低了系统寿命内的维护成本。

3．2 板卡选择

数据采集采用高速数据采集卡PXI-6254，D／A转换采用转换模块PXI45713。

3．3 调理电路设计

调理模块完成直流电源以及各路所需信号的幅值调理。调理原理示意图如图3所示。


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