專利名稱：航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天測試領(lǐng)域，具體涉及一種航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備及其 方法。
背景技術(shù)：
在衛(wèi)星研制過程中，需要對每個衛(wèi)星和部件進(jìn)行長時間的測試和仿真，需要大量 的測試和仿真儀器，這些儀器價格昂貴、研制周期長，是研制構(gòu)成中的重要環(huán)節(jié)。仿 真分為軟件仿真、半物理仿真、物理仿真。仿真設(shè)備，涉及到仿真數(shù)學(xué)模型、被測對 象控制及驅(qū)動過程、被測對象電路設(shè)計、被測對象物理架構(gòu)，需要對被測對象具有深 入了解，所以一般由被測對象廠家研制生產(chǎn)。測試設(shè)備一般由測試儀器廠家研制生產(chǎn)， 生產(chǎn)的產(chǎn)品， 一般是滿足大多數(shù)用戶的通用需求的，對于特殊需求，關(guān)注較少。測試 設(shè)備和仿真設(shè)備這種分別研制，仿真設(shè)備專研專用，測試設(shè)備重復(fù)開發(fā)，造成了資源 浪費(fèi)、操作不便等問題，設(shè)備接口眾多，也容易造成接口不匹配而損毀。 發(fā)明 內(nèi) 容
本發(fā)明的目的是為航天器測試提供一種可重構(gòu)的測試、仿真一體化設(shè)備，該設(shè)備 將仿真器、測試儀器、控制器通過標(biāo)準(zhǔn)總線一體化集成，通過母板連接在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi) 部，通過調(diào)度計算機(jī)靈活地向控制器內(nèi)注入仿真算法、驅(qū)動軟件、測試策略，通過軟 件和算法的修改，或簡單的板卡替換，實現(xiàn)測試、仿真一體化設(shè)備的重構(gòu)。
本發(fā)明的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備，包括調(diào)度計算機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱、交直 流轉(zhuǎn)換電源板卡、控制器板卡、航天器部件仿真板卡、測試板卡。其中的交直流轉(zhuǎn)換 電源板卡、控制器板卡、航天器部件仿真板卡和測試板卡分別通過標(biāo)準(zhǔn)總線接口與標(biāo) 準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)部的母板連接。。所述的板卡均符合IEEE996標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)總線接口為AT96 標(biāo)準(zhǔn)總線接口，航天器部件仿真板卡、測試板卡還具有一組用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口。
本發(fā)明用航天器部件仿真板卡和測試板卡代替現(xiàn)有的仿真設(shè)備和測試設(shè)備，控制 器板卡代替現(xiàn)有的控制設(shè)備，將航天器部件仿真板卡、測試板卡和控制器板卡的標(biāo)準(zhǔn) 總線接口通過標(biāo)準(zhǔn)總線接口集成在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)部的母板上，實現(xiàn)了仿真、測試和控制 的一體化。
本發(fā)明提供的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備中，所述的可重構(gòu)包括兩個方面通過航天器部件仿真板卡和測試板卡的替換，實現(xiàn)所述的航天器可重構(gòu)測試仿真
一體化設(shè)備第一方面的可重構(gòu)；通過重新編譯調(diào)度計算機(jī)中的組態(tài)軟件、選擇航天器
部件仿真板卡、測試板卡的驅(qū)動軟件，選擇下載到控制器板卡中的仿真算法、測試算 法，就可以對設(shè)備進(jìn)行重構(gòu)，從而可以仿真、測試多種設(shè)備，實現(xiàn)第二方面的可重構(gòu)。 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱為金屬電磁屏蔽箱體。所述的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)部有多槽母板，母板上有若干 個標(biāo)準(zhǔn)總線接口。
交直流轉(zhuǎn)換電源板卡可以實現(xiàn)220VAC到5VDC、 12VDC、 24VDC的轉(zhuǎn)換， 通過標(biāo)準(zhǔn)總線為設(shè)備內(nèi)各板卡提供穩(wěn)定的直流供電。
控制器板卡內(nèi)部有高速CPU、大容量內(nèi)存、電子硬盤等配置，軟件安裝有實時 操作系統(tǒng)，能夠完成復(fù)雜數(shù)學(xué)計算、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)存儲等功能，能夠通過標(biāo)準(zhǔn)總線 與測試板卡、航天器部件仿真板卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
應(yīng)用本發(fā)明的測試仿真一體化設(shè)備，在確定仿真對象后，針對仿真對象選擇合適 的航天器部件仿真板卡，所述航天器部件仿真板卡內(nèi)部有仿真電路。航天器部件仿真 板卡的一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口與測試板卡的用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口用測試電纜相連接，另 一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口與傳感器用標(biāo)準(zhǔn)總線連接。
所述的仿真電路分為采集電路、控制電路等，若需要測試航天器仿真板卡的采集 電路，則航天器部件仿真板卡將傳感器采集的仿真對象輸出信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，通 過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給控制器板卡，控制器板卡運(yùn)行仿真策略，生成控制信號，并將生成 的控制信號傳送給測試板卡進(jìn)行測試。
若需要測試航天器部件仿真板卡的采集電路和控制電路，則控制器將控制信號通 過AT96標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給航天器部件仿真板卡，控制信號經(jīng)過控制電路，生成控制信 號A，航天器部件仿真板卡的把控制信號A通過測試電纜傳給測試板卡。
測試板卡為系列測試板卡，多規(guī)格、多種類，可以測量電壓、電流、脈沖等各種 信號。測試板卡收到控制信號后，生成數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給控制器板卡，控制 器板卡中的測試算法程序?qū)y試板卡傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，從而驗證航天器部件部分 電路、控制方法、數(shù)據(jù)是否正確。
所述的交直流轉(zhuǎn)換電源板卡、控制器板卡、測試板卡屬于標(biāo)準(zhǔn)通用板卡、航天器 部件仿真板卡屬于定制板卡。
所述的調(diào)度計算機(jī)和控制器板卡的以太網(wǎng)接口用高速以太網(wǎng)線連接，使兩者之間 可以穩(wěn)定通訊。調(diào)度計算機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)，內(nèi)部裝有圖形操作系統(tǒng)、組態(tài)軟件、仿 真算法庫、測試算法庫、驅(qū)動程序庫。本發(fā)明的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化的方法，具體步驟如下
(1) 選擇航天器部件仿真板卡、測試板卡的種類和數(shù)量。
針對測試目的，選擇相應(yīng)的航天器部件仿真板卡的種類與數(shù)量，根據(jù)測試目的與 航天器部件仿真板卡的種類選擇測試板卡的數(shù)量及種類。
(2) 組裝航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備。 將選擇好的航天器部件仿真板卡和測試板卡的標(biāo)準(zhǔn)總線接口插入標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱中母
板的標(biāo)準(zhǔn)總線接口，交直流轉(zhuǎn)換電源板卡、控制器板卡的標(biāo)準(zhǔn)總線接口與母板的標(biāo)準(zhǔn) 總線接口連接，實現(xiàn)一體化設(shè)備的組裝。航天器部件仿真板卡的一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接 口與測試板卡的用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口用測試電纜相連接，另一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口與傳 感器用標(biāo)準(zhǔn)總線連接，控制器板卡的以太網(wǎng)接口與調(diào)度計算機(jī)連接。
(3) 在調(diào)度計算機(jī)中選擇軟件并下載到控制器板卡。
接通設(shè)備電源，在調(diào)度計算機(jī)中選取步驟(1)中所述的航天器部件仿真板卡、 測試板卡的驅(qū)動程序；針對被仿真對象，在仿真算法庫內(nèi)選擇正確的仿真算法程序。 針對測試目的，在測試算法庫內(nèi)選擇相應(yīng)的測試算法程序。根據(jù)仿真和測試過程，利 用在調(diào)度計算機(jī)中組態(tài)軟件組態(tài)生成測試策略和仿真策略；把組態(tài)生成的仿真策略、 測試策略與驅(qū)動程序一起生成程序包，通過高速以太網(wǎng)線下載到控制器板卡中。
(4) 航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備開始工作。
設(shè)備通電，交直流轉(zhuǎn)換電源板卡將220VAC交流電轉(zhuǎn)化為5VDC、 12VDC、 24VDC，為所述裝置的板卡和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱供電，傳感器將被測對象的信號通過標(biāo)準(zhǔn)總 線傳輸給航天器部件仿真板卡，航天器部件仿真板卡將傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字 信號，數(shù)字信號通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給控制器板卡，控制器板卡運(yùn)行從調(diào)度計算機(jī)中下 載的仿真策略，通過仿真策略，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為控制信號，將控制信號通過標(biāo)準(zhǔn)總 線傳送給航天器部件仿真板卡，航天器部件仿真板卡把控制信號通過測試電纜傳給測 試板卡，或者控制器板卡直接將控制信號傳送給測試板卡。測試板卡收到控制信號后， 生成數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給控制器板卡，控制器板卡中的測試算法程序?qū)y試板 卡傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量。
(5) 驗證結(jié)果。
通過控制器板卡中的測試算法程序?qū)y試板卡傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，從而驗證航 天器部件部分電路、控制方法、數(shù)據(jù)是否正確。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)將原來測試儀器與仿真儀器兩種設(shè)備合二為一，減少了設(shè)備數(shù)量，降低了采購成本，方便了控制器板卡的調(diào)度；
(2) 測試板卡、仿真板卡、控制器板卡通過總線連接，板卡全在機(jī)箱內(nèi)部，機(jī) 箱對板卡實現(xiàn)了電磁屏蔽，保證了測試、仿真過程中信號準(zhǔn)確；
(3) 測試板卡、仿真板卡可實現(xiàn)靈活組合配置，實現(xiàn)對多種對象的仿真和對多 種對象仿真的測試；
(4) 標(biāo)準(zhǔn)化的總線接口，極大的降低了因設(shè)備配合造成的問題，提高了產(chǎn)品的 可靠性；
(5) 通過更新組態(tài)軟件、仿真算法庫、測試算法庫、驅(qū)動程序庫，可以使驅(qū)動 程序、仿真策略、測試策略不斷豐富、修改和完善。通過對庫內(nèi)程序的選擇和搭配使 用，實現(xiàn)在同一設(shè)備上，對不同對象的仿真和對仿真數(shù)據(jù)的不同方案的測量。


圖l是本發(fā)明的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱中的母板結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化方法的流程圖。
圖中1—調(diào)度計算機(jī)；2 —標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱；3-交直流轉(zhuǎn)換電源板卡；4一控制器板卡；5 一航天器部件仿真板卡；6 —測試板卡；7-母板；8 —測試電纜；9 —高速以太網(wǎng)線 連接；IO —用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口； 11—標(biāo)準(zhǔn)總線接口； 12 —以太網(wǎng)接口； 13 —傳感器。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備，如圖l，包括調(diào)度計算機(jī)l、標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)箱2、交直流轉(zhuǎn)換電源板卡3、控制器板卡4、航天器部件仿真板卡5、測試板卡 6，其中的交直流轉(zhuǎn)換電源板卡3、控制器板卡4、航天器部件仿真板卡5和測試板 卡6分別通過標(biāo)準(zhǔn)總線接口 11與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱2內(nèi)部的母板7連接。所述的板卡均符合 IEEE996標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)總線接口 11為AT96標(biāo)準(zhǔn)總線接口。航天器部件仿真板卡5、 測試板卡6還具有一組用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口 10，標(biāo)準(zhǔn)總線接口 ll用于設(shè)備中各板卡 間通訊；用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口 IO可以通過電纜連接外部設(shè)備信號，或連接系統(tǒng)內(nèi)其他 板卡的用戶總線接口 10。
所述的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備通過AT96標(biāo)準(zhǔn)總線進(jìn)行構(gòu)架。釆用標(biāo) 準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)，使得設(shè)備接口統(tǒng)一，具有通用性和標(biāo)準(zhǔn)性，使設(shè)備可重用、易連接、易 維護(hù)，使得復(fù)雜問題簡單化、標(biāo)準(zhǔn)化。
本發(fā)明用航天器部件仿真板卡5和測試板卡6代替現(xiàn)有的仿真設(shè)備和測試設(shè)備，控制器板卡4代替現(xiàn)有的控制設(shè)備，將航天器部件仿真板卡5、測試板卡6和控制器 板卡4通過標(biāo)準(zhǔn)總線接口 11集成在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱2內(nèi)部的母板7上，實現(xiàn)了仿真、測試 和控制的一體化。
本發(fā)明所述的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化中的可重構(gòu)包括兩個方面，通過航天 器部件仿真板卡5和測試板卡6的替換，實現(xiàn)所述的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化 設(shè)備第一方面的可重構(gòu)；通過重新編譯調(diào)度計算機(jī)1中的組態(tài)軟件、選擇航天器部 件仿真板卡5、測試板卡6的驅(qū)動軟件，選擇下載到控制器板卡4中的仿真算法、測 試算法，就可以對設(shè)備進(jìn)行重構(gòu)，從而可以仿真、測試多種設(shè)備，實現(xiàn)第二方面的可 重構(gòu)。
所述的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱2為金屬電磁屏蔽箱體，使標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱2內(nèi)信號不受外部電磁干 擾，保證信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。所述的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱2內(nèi)部有多槽母板7，母板7上有 若干個標(biāo)準(zhǔn)總線接口 11，如圖2。
交直流轉(zhuǎn)換電源板卡3可以實現(xiàn)220VAC到5VDC、 12VDC、 24VDC的轉(zhuǎn)換， 通過標(biāo)準(zhǔn)總線為設(shè)備內(nèi)各板卡提供穩(wěn)定的直流供電。
控制器板卡4內(nèi)部有高速CPU、大容量內(nèi)存、電子硬盤等配置，軟件安裝有實 時操作系統(tǒng)，能夠完成復(fù)雜數(shù)學(xué)計算、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)存儲等功能，能夠通過標(biāo)準(zhǔn)總 線與測試板卡6、航天器部件仿真板卡5進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?？刂破靼蹇?對整個設(shè)備統(tǒng) 一控制、調(diào)度。控制器板卡4中的實時操作系統(tǒng)，執(zhí)行從調(diào)度計算機(jī)1上下載的程 序包，存儲并開始運(yùn)行仿真、測試策略程序，實現(xiàn)仿真、測試的實驗過程。
應(yīng)用本發(fā)明的航天器測試仿真一體化設(shè)備，在確定仿真對象后，針對仿真對象選 擇合適的航天器部件仿真板卡5，所述的航天器部件仿真板卡5屬于定制板卡，每種 板卡可以實現(xiàn)對航天器部件部分電路的物理仿真或半物理仿真，所述航天器部件仿真 板卡5內(nèi)部有仿真電路。通過不同的航天器部件仿真板卡5之間的組合，可以對航 天器多數(shù)部件的大部分電路的物理仿真或半物理仿真，實現(xiàn)對多種對象的可重構(gòu)仿 真。航天器部件仿真板卡5的一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口 10與測試板卡6的用戶標(biāo)準(zhǔn)總 線接口 10用測試電纜8相連接，另一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口 10與傳感器13用標(biāo)準(zhǔn) 總線連接，如圖1。
所述的仿真電路分為采集電路、控制電路等，若需要測試航天器仿真板卡5的 采集電路，則航天器部件仿真板卡5將傳感器13采集的仿真對象輸出信號轉(zhuǎn)化成數(shù) 字信號，通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給控制器板卡4，控制器板卡4運(yùn)行仿真策略，生成控制 信號，并將生成的控制信號傳送給測試板卡6進(jìn)行測試。若需要測試航天器仿真板卡5的采集電路和控制電路，則控制器板卡4將控制 信號通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給航天器部件仿真板卡5，控制信號經(jīng)過控制電路，生成控制 信號，航天器部件仿真板卡5把控制信號通過測試電纜8傳給測試板卡6。
根據(jù)航天器部件仿真板卡5輸出的信號類型，選擇測試板卡6的種類和數(shù)量。 確保測試板卡6的測試速度、信號種類、數(shù)量能滿足航天器部件仿真板卡5的要求。 測試板卡6為系列測試板卡，多規(guī)格、多種類，可以測量電壓、電流、脈沖等各種 信號，通過測試板卡6的組合，可以覆蓋被測對象全部輸出信號的種類，實現(xiàn)對多 種對象的可重構(gòu)測試。測試板卡6收到控制信號后，生成數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送 給控制器板卡4 ，控制器板卡4中的測試算法程序?qū)y試板卡6傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量， 從而驗證航天器部件部分電路、控制方法、數(shù)據(jù)是否正確。
所述的交直流轉(zhuǎn)換電源板卡3、控制器板卡4、測試板卡6屬于標(biāo)準(zhǔn)通用板卡、
航天器部件仿真板卡5屬于定制板卡。
所述的調(diào)度計算機(jī)1和控制器板卡4的以太網(wǎng)接口 13用高速以太網(wǎng)線9連接， 使兩者之間可以穩(wěn)定通訊。調(diào)度計算機(jī)1采用標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)，內(nèi)部裝有圖形操作系統(tǒng)、 組態(tài)軟件、仿真算法庫、測試算法庫、驅(qū)動程序庫。在調(diào)度計算機(jī)1中，針對被仿 真對象，在調(diào)度計算機(jī)1的仿真算法庫內(nèi)選擇正確的仿真算法程序。仿真程序可以 模仿真實設(shè)備運(yùn)行的過程、產(chǎn)生相應(yīng)控制信號。針對測試目的，在測試算法庫內(nèi)選擇 相應(yīng)的測試算法程序。測試算法程序是測試、測量、計算控制信號的方法，不同控制 信號用不同測試程序，同一個控制信號，也可以變換不同的算法，使計算更精準(zhǔn)。根 據(jù)仿真和測試過程，利用在調(diào)度計算機(jī)1中組態(tài)軟件組態(tài)生成測試策略和仿真策略。
組態(tài)軟件可以使試驗人員不必編程，通過圖形化的繪制，即可生成仿真、測試程序， 生成的程序，容易修改維護(hù)，并可以重用。依據(jù)航天器部件仿真板卡5和測試板卡6 的種類，在驅(qū)動程序庫中選擇相應(yīng)的驅(qū)動軟件。驅(qū)動軟件使航天器部件仿真板卡5 和測試板卡6能夠正常工作。把組態(tài)生成的仿真策略、測試策略與驅(qū)動程序一起生 成程序包，通過高速以太網(wǎng)線9下載到控制器板卡4中。 ，
本發(fā)明的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化的方法，其流程圖如3所示，具體步驟 如下
(1) 選擇航天器部件仿真板卡、測試板卡的種類和數(shù)量。 針對測試目的，選擇相應(yīng)的航天器部件仿真板卡5的種類與數(shù)量，根據(jù)測試目
的與航天器部件仿真板卡5的種類選擇測試板卡6的數(shù)量及種類。
(2) 組裝航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備。將選擇好的航天器部件仿真板卡5和測試板卡6的標(biāo)準(zhǔn)總線接口插入標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱2 中母板7的標(biāo)準(zhǔn)總線接口 11，交直流轉(zhuǎn)換電源板卡3、控制器板卡4的標(biāo)準(zhǔn)總線接
口 ll與母板的標(biāo)準(zhǔn)總線接口 ll連接，實現(xiàn)一體化設(shè)備的組裝。航天器部件仿真板 卡5的一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口 10與測試板卡6的用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口 IO用測試電纜 8相連接，另一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口 10與傳感器13用標(biāo)準(zhǔn)總線連接，控制器板卡4 的以太網(wǎng)接口 12與調(diào)度計算機(jī)1連接。
(3) 在調(diào)度計算機(jī)中選擇軟件并下載到控制器板卡。
接通設(shè)備電源，在調(diào)度計算機(jī)l中選取步驟(1)中所述的航天器部件仿真板卡 5、測試板卡6的驅(qū)動程序，驅(qū)動軟件使航天器部件仿真板卡5和測試板卡6能夠正 常工作。針對被仿真對象，在仿真算法庫內(nèi)選擇正確的仿真算法程序。仿真程序可以 模仿真實設(shè)備運(yùn)行的過程、產(chǎn)生相應(yīng)控制信號。針對測試目的，在測試算法庫內(nèi)選擇 相應(yīng)的測試算法程序。測試算法程序是測試、測量、計算控制信號的方法，不同控制 信號用不同測試程序，同一個控制信號，也可以變換不同的算法，使計算更精準(zhǔn)。根 據(jù)仿真和測試過程，利用在調(diào)度計算機(jī)1中組態(tài)軟件組態(tài)生成測試策略和仿真策略。 組態(tài)軟件可以使試驗人員不必編程，通過圖形化的繪制，即可生成仿真、測試策略， 生成的程序，容易修改維護(hù)，并可以重用。把組態(tài)生成的仿真策略、測試策略與驅(qū)動 程序一起生成程序包，通過高速以太網(wǎng)線9下載到控制器板卡4中。
(4) 航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備工作過程。
設(shè)備通電，交直流轉(zhuǎn)換電源板卡3將220VAC交流電轉(zhuǎn)化為5VDC、 12VDC、 24VDC,為所述裝置的板卡和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱2供電，傳感器13將被測對象的信號通過 標(biāo)準(zhǔn)總線傳輸給航天器部件仿真板卡5，航天器部件仿真板卡5將傳感器13的輸出 信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，數(shù)字信號通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給控制器板卡4，控制器板卡4運(yùn) 行從調(diào)度計算機(jī)1中下載的仿真策略，通過仿真策略，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為控制信號, 將控制信號通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給航天器部件仿真板卡5，航天器部件仿真板卡5的把 控制信號通過測試電纜8傳給測試板卡6，或者控制器板卡4直接將控制信號傳送給 測試板卡6。測試板卡6收到控制信號后，生成數(shù)據(jù)，通過AT96標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給控 制器板卡4，控制器板卡4中的測試算法程序?qū)y試板卡6傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量。
(5) 驗證結(jié)果。
通過控制器板卡4中的測試算法程序?qū)y試板卡6傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，從而 驗證航天器部件部分電路、控制方法、數(shù)據(jù)是否正確。
本發(fā)明將航天器部件仿真板卡5與測試板卡6的測試板通過母板7連接，由同一控制器板卡4控制和調(diào)度，控制器板卡4通過以太網(wǎng)接口 13與調(diào)度計算機(jī)1連接， 調(diào)度計算機(jī)1將測試板卡6的驅(qū)動軟件、測試策略和航天器部件仿真板卡5的仿真 策略、驅(qū)動軟件下載到控制器板卡4，由于航天器部件仿真板卡5、測試板卡6可以 隨意更換組合，軟件可以在調(diào)度計算機(jī)1內(nèi)多次配置、修改、組態(tài)、移植，從而實 現(xiàn)了同一平臺下測試方法、仿真方法、仿真對象的方便修改，實現(xiàn)測試設(shè)備、仿真設(shè) 備的一體化、可重構(gòu)，降低了產(chǎn)品成本、簡化了測試操作，標(biāo)準(zhǔn)化的總線接口，極大 的降低了因設(shè)備配合造成的問題，提高了產(chǎn)品的可靠性。 下面用一個實施例半物理仿真地球敏感器來說明。
(1) 選擇航天器部件仿真板卡、測試板卡的種類和數(shù)量。 測試目的為半物理仿真地球敏感器，所以選擇相應(yīng)的地球敏感器仿真板卡，選擇
測試板卡為兩塊電壓測試板卡、 一塊電流測試板卡。
(2) 組裝航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備。
將選擇好的地球敏感器仿真板卡和兩塊電壓測試板卡、一塊電流測試板卡的標(biāo)準(zhǔn) 總線接口插入標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱中母板的標(biāo)準(zhǔn)總線接口，交直流轉(zhuǎn)換電源板卡、控制器板卡的 標(biāo)準(zhǔn)總線接口與母板標(biāo)準(zhǔn)總線接口連接，實現(xiàn)一體化設(shè)備的組裝。地球敏感器仿真板 卡的用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口與兩塊電壓測試板卡、一塊電流測試板卡的用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口 用測試電纜相連接，控制器板卡的以太網(wǎng)接口與調(diào)度計算機(jī)連接。地球敏感器仿真板 卡的另一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口與地球敏感器探頭用標(biāo)準(zhǔn)總線連接。
(3) 在調(diào)度計算機(jī)中選擇軟件并下載到控制器板卡。
接通設(shè)備電源，在調(diào)度計算機(jī)中選取地球敏感器仿真板卡、兩塊電壓測試板卡、 一塊電流測試板卡的驅(qū)動程序，驅(qū)動軟件使地球敏感器仿真板卡和測試板卡能夠正常 工作。在仿真算法庫內(nèi)選擇模擬星載計算機(jī)的仿真程序。在測試算法庫內(nèi)選擇相應(yīng)的 測試算法程序。根據(jù)仿真和測試過程，利用在調(diào)度計算機(jī)中組態(tài)軟件組態(tài)生成測試策 略和仿真策略。把組態(tài)生成的仿真策略、測試策略與驅(qū)動程序一起生成程序包，通過 高速以太網(wǎng)線下載到控制器板卡中。
(4) 航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備工作過程。
設(shè)備通電，交直流轉(zhuǎn)換電源板卡將220VAC交流電轉(zhuǎn)化為5VDC、 12VDC、 24VDC,為所述裝置的板卡和機(jī)箱供電，用地球信號照射地球敏感器探頭，探頭生 成電流信號通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳輸?shù)厍蛎舾衅鞣抡姘蹇?。地球敏感器仿真板卡中的地球?感器釆集電路將地球敏感器探頭傳來的電流信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過標(biāo)準(zhǔn)總線發(fā) 送給控制器板卡。控制器板卡運(yùn)行從調(diào)度計算機(jī)上下載的l莫擬星載計算機(jī)程序處理信號，并生成相應(yīng)動作的控制信號，并將控制型號通過標(biāo)準(zhǔn)總線發(fā)給地球敏感器仿真板 卡。地球敏感器仿真板的控制電路處理控制信號后生成控制信號，把控制信號通過標(biāo) 準(zhǔn)總線發(fā)送給電壓測試板卡、電流測試板卡。測試板卡測量控制信號，生成數(shù)據(jù)，通 過標(biāo)準(zhǔn)總線，傳給控制器板卡?？刂破靼蹇ㄟ\(yùn)行測試算法程序，計算測試板卡測量到 的控制信號。
(5)驗證結(jié)果。
計算測試板卡測量到的控制信號是否正確，從而，驗證地球敏感器仿真電路、及 控制方法、數(shù)據(jù)是否正確。
權(quán)利要求
1、一種航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備，包括調(diào)度計算機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱、交直流轉(zhuǎn)換電源板卡、控制器板卡，其特征在于還包括航天器部件仿真板卡和測試板卡；所述的航天器部件仿真板卡內(nèi)部有仿真電路，用于仿真實現(xiàn)對航天器部件部分電路的物理仿真或半物理仿真；所述的測試板卡為系列測試板卡，能測量電壓、電流、脈沖等各種信號；所述的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱為金屬電磁屏蔽箱體，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)部有多槽母板，母板上有若干個母板標(biāo)準(zhǔn)總線接口，所述的航天器部件仿真板卡、測試板卡、控制器板卡和交直流轉(zhuǎn)換電源板卡分別通過標(biāo)準(zhǔn)總線接口與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)部的母板連接；所述的板卡均符合IEEE996標(biāo)準(zhǔn)，具有AT96標(biāo)準(zhǔn)總線接口，航天器部件仿真板卡、測試板卡還具有一組用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口；航天器部件仿真板卡的一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口與測試板卡的用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口用測試電纜相連接，另一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口與傳感器用標(biāo)準(zhǔn)總線連接；所述的調(diào)度計算機(jī)和控制器板卡的以太網(wǎng)接口用高速以太網(wǎng)線連接，使兩者之間穩(wěn)定通訊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備，其特征在于調(diào)度計算機(jī)采 用標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)，內(nèi)部裝有圖形操作系統(tǒng)、組態(tài)軟件、仿真算法庫、測試算法庫、驅(qū)動程序庫。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2所述的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備，其特征在于根據(jù)航天器 部件仿真板卡、測試板卡種類與數(shù)量的不同，在仿真算法庫、測試算法庫、驅(qū)動程序庫中選 擇相應(yīng)的程序，組態(tài)軟件，艮據(jù)仿真測試過程進(jìn)行編譯。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備，其特征在于通過對航天器 部件仿真板卡、測試板卡種類的選擇，實現(xiàn)所述的航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備的可重構(gòu)。
5、 一種航天器可重構(gòu)測試仿真一體化的方法，具體步驟如下(1) 選擇航天器部件仿真板卡、測試板卡的種類和數(shù)量；針對測試目的，選擇相應(yīng)的航天器部件仿真板卡的種類與數(shù)量，根據(jù)測試目的與航天器 部件仿真板卡的種類選擇測試板卡的數(shù)量及種類；(2) 組裝航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備； 將選擇好的航天器部件仿真板卡和測試板卡的標(biāo)準(zhǔn)總線接口插入標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱中母板的標(biāo)準(zhǔn)總線接口，交直流轉(zhuǎn)換電源板卡、控制器板卡的標(biāo)準(zhǔn)總線接口與母板的標(biāo)準(zhǔn)總線接口連接， 實現(xiàn)一體化設(shè)備的組裝；航天器部件仿真板卡的一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口與測試板卡的用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口用測試電纜相連接，另一個用戶標(biāo)準(zhǔn)總線接口與傳感器用標(biāo)準(zhǔn)總線連接，控制器板卡的以太網(wǎng)接口與調(diào)度計算機(jī)連接；(3) 在調(diào)度計算機(jī)中選擇軟件并下載到控制器板卡；接通設(shè)備電源，在調(diào)度計算機(jī)中選取步驟(1)中所述的航天器部件仿真板卡、測試板卡 的驅(qū)動程序；針對被仿真對象，在仿真算法庫內(nèi)選擇相應(yīng)的仿真算法程序，針對測試目的， 在測試算法庫內(nèi)選擇相應(yīng)的測試算法程序，根據(jù)仿真和測試過程，利用在調(diào)度計算機(jī)中組態(tài) 軟件組態(tài)生成測試策略和仿真策略；把組態(tài)生成的仿真策略、測試策略與驅(qū)動程序一起生成 程序包，通過高速以太網(wǎng)線下載到控制器板卡中；(4) 航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備開始工作；設(shè)備通電，交直流轉(zhuǎn)換電源板卡將220VAC交流電轉(zhuǎn)化為5VDC、 12VDC、 24VDC， 為所述裝置的板卡和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱供電，傳感器將被測對象的信號通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳輸給航天器部 件仿真板卡，航天器部件仿真板卡將傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，數(shù)字信號通過標(biāo)準(zhǔn) 總線傳送給控制器板卡，控制器板卡運(yùn)行從調(diào)度計算機(jī)中下載的仿真策略，通過仿真策略， 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為控制信號，將控制信號通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給航天器部件仿真板卡，航天器 部件仿真板卡的把控制信號通過測試電纜傳給測試板卡，或者控制器板卡直接將控制信號傳 送給測試板卡；測試板卡收到控制信號后，生成數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)總線傳送給控制器板卡，控 制器板卡中的測試算法程序?qū)y試板卡傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量；(5) 驗證結(jié)果；通過控制器板卡中的測試算法程序?qū)y試板卡傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，從而驗證航天器部 件部分電路、控制方法、數(shù)據(jù)是否正確。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種航天器可重構(gòu)測試仿真一體化設(shè)備及其方法，包括調(diào)度計算機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱、交直流轉(zhuǎn)換電源板卡、控制器板卡、航天器部件仿真板卡、測試板卡。仿真板卡、測試板卡和控制器板卡通過標(biāo)準(zhǔn)總線端口連接，由控制器板卡統(tǒng)一控制。調(diào)度計算機(jī)和控制器板卡用高速以太網(wǎng)線連接。調(diào)度計算機(jī)將測試、仿真板卡驅(qū)動軟件、測試策略、仿真數(shù)學(xué)模型、運(yùn)行策略下載到控制器板卡。仿真板卡、測試板卡可以更換組合，測試、仿真策略、算法可以多次配置、修改，從而實現(xiàn)測試設(shè)備、仿真設(shè)備的可重構(gòu)和一體化，降低了產(chǎn)品成本、簡化了測試操作，增強(qiáng)了屏蔽性能，增強(qiáng)了系統(tǒng)測試精度和響應(yīng)速度。
文檔編號G05B23/02GK101441474SQ20081018352
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者軍 周, 岳世鋒, 新 張, 戚朝暉, 菲 李, 奮 潘, 王軍鷹, 王迎春, 文 許, 淼 馬 申請人:北京康拓科技開發(fā)總公司