多参量舵机测试系统的设计与实现

admin · 发表于 2022-9-29 19:44:20

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舵机是飞行器中的伺服机构，它接收飞控计算机的控制信号，驱动舵面的偏转，从而实现飞行姿态和轨迹的控制。因此，舵机的性能好坏直接影响着飞行器的性能和安全。本文基于虚拟仪器技术，设计了一种能对多种舵机的多种性能参数进行测试的通用测试系统，将高精度的数据采集设备、高速的通信设备、计算机和强大的软件结合起来，实现舵机多通道并行测试，并对被测信号进行分析处理，对最后的测试结果进行存储、波形显示、回放分析等。利用该测试系统，舵机研发人员可以很方便的得到当前舵机的各种性能指标，以利于在最短的时间内对舵机进行改进，从而大大加快新型舵机的研发进度。本文首先对该系统的功能需求进行了分析，选择Windows和PXI模块化仪器作为系统的软硬件平台，对系统设计和实现中的关键技术及难点进行了分析。在舵机测试原理的基础上，概述了硬件各个测试单元的组成以及功能。通过同时采集舵控回读和舵偏信号的方式消除了隔离电路的延迟影响。通过定制422总线协议卡实现高精度定时发送功能，解决了数字舵机测试中采样率控制的难题。根据测控系统的特点，在传统层次体系结构理论的基础上讨论了测控系统的三层结构模型：硬件抽象层、逻辑层和表现层，并将其成功的应用于舵机测试系统设计中。为了实现通用测试系统的动态扩展功能，采取了工厂模式、反射等技术优化系统结构，减少层次模块耦合，增强系统扩展性。采用面向对象设计和三层结构思想，完成了舵机测试系统的详细设计和实现。硬件抽象层主要完成了硬件驱动的抽象和封装。通过抽象设计了比较通用接口函数，使逻辑层不再依赖具体某个厂商的硬件。通过封装使逻辑层看不到内部实现，从而减少了耦合。逻辑层作为硬件抽象层和表现层的桥梁，接收表现层的用户指令，调用底层相关硬件驱动完成具体测试功能。逻辑层还包括了数据处理、存储、报表、数据库管理等必要的功能，是系统的核心层次。表现层采用以用户为中心的设计理念，考虑到系统的实验功能，表现层设计中采用了大量的用户设置模块，使系统的功能更加灵活、更加人性化。论文设计的多参量舵机测试系统满足多个种类、多个型号舵机的多个性能参量测试需要，具有一定的通用性，对此类测试平台的设计具有一定的参考价值。

多参量舵机测试系统的设计与实现

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