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伺服机构的动态测试系统

伺服机构的动态测试系统 2011年12月09日 来源： 【iEicn.com编者按】可编程导弹伺服机构模拟器以多种型号的导弹伺服机构原理为基础而设计的，目的是为了方便战士训练操作，同时也能够验证伺服机构的工作以及检验伺服机构测试软件的正确性。在实际的使用中也可以为伺服机构设计提供参考，提高设计水平。结合虚拟测试与故障诊断专家系统，实现对模拟器的测试并能够诊断故障位置，将故障定位到最小的可换单元。 　 　　随着现在军事变革对武器系统的需求，现代武器系统装备结构越来越复杂，功能越来越完善，自动化程度越来越高，武器系统的性能得到了很大的提高[4]。但是也给武器系统的测试与故障维修带来很多的问题，例如：测试时间加长、使用和维护费用增加，使得基层战士操作和维护难度增加。　　可编程导弹伺服机构模拟器以多种型号的导弹伺服机构原理为基础而设计的，目的是为了方便战士训练操作，同时也能够验证伺服机构的工作以及检验伺服机构测试软件的正确性。在实际的使用中也可以为伺服机构设计提供参考，提高设计水平。结合虚拟测试与故障诊断专家系统，实现对模拟器的测试并能够诊断故障位置，将故障定位到最小的可换单元。　　一、系统组成　　整个系统包括两部分，硬件有导弹伺服机构模拟器、信号调理模块、VXI测试系统和测控计算机等组成，软件包括模拟器参数设定软件、测试诊断软件和数据打印输出软件。首先是使用模拟器设定软件对伺服机构模拟器设定参数，然后通过VXI仪器对模拟器进行测试，并同步输出测试结果，在另一个显示器同时显示故障位置和故障原因。系统如图1所示。。　　首先需要对伺服机构模拟器进行参数调试。通过设定不同的参数，模拟器能够模拟多种型号伺服机构。针对特定的型号，可以先将标准参数输入，然后通过比较输出、输入参数调整模拟器硬件，保证模拟器真正的反映需要模拟的对象。　　控制计算机通过模拟器参数设定软件将模拟器设定为某一状态。模拟器设定软件提供了数字IO接口和LPT接口两种方式与模拟器通讯，在设定某型号伺服机构时，软件同时提供该型号的标准参数和可定制的故障参数设定。在设定好参数后，软件根据当前温度和指定的接口将设定的参数输入到模拟器，此时模拟器就处于准备测试状态了。　　测试诊断软件基于航天测控中心研制的VITE（VirtualInstrumentTestEnvironment，虚拟仪器测试环境）平台，VITE平台提供了测试流程TPS图形化编写、测试仪器配置和测试任务配置等功能。在此基础上，根据伺服机构测试的特点，定制了测试数据输出显示界面，能够在测试的同时能够根据测试数据判断故障位置以及故障原因，大大增加了故障诊断结果的直观性。　　二、测试项目　　测试的内容包括静态参数和动态参数，系统采用全数字化的测试方式，完成了对伺服机构零位、油面高度和充气压力、建压时间、电机电压和电流、速度特性、速度回环、位置回环以及频率特性等内容参数的测试。　　（一）静态参数测试：　　主要包括伺服机构极性检查、非工作零位、非工作气压、非工作油面的测试，由于静态参数均为单向缓变信号，所以采用一阶数字滤波的方法进行处理。通过使用A/D模块采集信号的固定点数，采样速度设定为100K/s。处理的关系式为：。　　其中N为采样的点数。　　（二）动态参数测试　　１.建压时间测试　　建压时间实际上是在伺服机构从非工作状态转变到工作状态时的气压的测试，当采样到一定的时间后，根据采样的频率和采样的点数来计算建压时间。　　在电机开始工作后，气压开始增加，在一定的时间后，气压基本上稳定后就可以认为建压完成。在计算时，首先是分别从所有采样点的前、后部分1024点采用一阶数字滤波方法计算出开始气压和稳定气压，然后从采样点开始寻找大于稳定气压1％的点开始直到大于稳定气压90％的点，计算两点之间的采样点，在除以采样频率后就是建压时间。　　２.位置回环测试　　位置回环也就是位置特性，是伺服机构输出角与输入电流之间的关系，反映了伺服机构系统跟踪变化的能力，理想的情况下是一条直线。由于电磁器件的磁滞、伺服阀中油压变化缓慢以及各个部分的摩擦定因素的影响，

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