绍兴永和高级中学招聘:《军事理论》测控论文

通用测控技术及其在军事领域中的应用

　　测试技术是科学研究中信自、的获取、处理和
　　实现的重要手段，是人们认识客观世界并取得定
　　}h}或定量信自、的基本方法，是进行军事装各研究，
　　新产品研制和少卜发，以及生产与维护运转中小可
　　缺少的手段和工具。在科学技术高度发达的今天，
　　测试工作将处于各种现代军事装各系统设公}和制
　　造的首位，并成为生产率、制造能力及实用性水
　　平的重要标志。据有关数据显示，测试成本己达
　　到所研制的军事装各系统总成本的5 0 },甚至
　　?0%而b.，编制测试程序所花的时间比系统设公l
　　的时间更长。囚此，测试将与现代军事装各系统
　　的设公}和制造构成一个完整的整体，是保证现代
　　军事装各系统实际性能指标的重要手段。
　　一、通用测控技术
　　随着武器系统的日趋复杂和武器型号的小断
　　增加，川一展通用测试系统组建及关键技术的研究
　　具有很深的战略意义和光明的战略前景。通用测
　　试系统的主要目标是:采用通用总线技术、通用
　　模块技术、远程测控技术、测试与故障诊断一体
　　化设公}技术和测试应用程序自动生成技术等关键
　　技术，按照系统综合测试的总体要求进行系统集
　　成，组建通用测试系统。通用测试技术经过验证，
　　可以应用到军事领域的技术改造和未米新研制武
　　器系统上，特别是应用到高、精、尖武器系统的
　　研制中，全而实现军用测试设各的通用需求，推
　　动测试技术的进步。
　　一、通用测控技术中的关键技术
　　1.通用总线技术
　　总线接口技术是所有测试系统的基础和关键，
　　是系统通用化、模块化、系列化的必要条件。从
　　时间跨度上看，其经)ll}了专用测控总线、通用测
　　控总线的发展阶段。I'着测试系统的复杂程度越
　　米越高，需要检测的性能指标越米越多，组建测
　　试系统的难度也越米越大，人们逐渐认识到测试
　　设各的标准化和通用性所带米的好处，特别是
　　VX工和PX工总线。作为一种高速计算机总线
　　VMEbus在仪器领域的扩展，VX工总线具有稳定的
　　电源，强有力的冷却能力和严格的RF I / EIVII屏蔽。
　　由于它的标准少卜放、结构紧凑、数据吞吐能力强、
　　定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂
　　家支持等优点，很快得到广泛的应用。经过}一多
　　年的发展，VX工系统的组建和使用越米越方便，尤
　　其是组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精
　　度要求高的场合，有其他仪器系统无法比拟的优
　　势。VX工总线测试平台是公认的本世纪初仪器总
　　线系统和自动测试系统的优秀平台。PX工总线是
　　PC工总线在仪器领域的扩展，它在PC工总线内核技
　　术基础上增加了成熟的技术规范和要求形成的，
　　增加了多板同步触发总线和板间局部总线的技术
　　规范和要求，以便于相邻模块的高速通讯。PX工总
　　线系统具有高度可扩展性，有良好的制冷能力和
　　EMC功能，具有先进的数字接口和仪器接口功
　　能，是非‘.ri’具有竟争力的虚拟仪器测试平台之一。
　　2.通用模块技术
　　从早期的GP工B少卜始，仪器生产商和用户就一
　　直致力于测试设各的标准化、少卜放性和互换性。目
　　前，VX工、PX工等测试总线的模块化仪器己被广泛
　　的应用到测试领域中。通过VX工、PX工总线模块仪
　　器，用户可根据测试的需要，自己设公}所需要的仪
　　器系统，利用一种或多种功能的通用硬件模块，调
　　用小同功能的软件模块，组成小同的仪器功能。在
　　测试需求变化时，可以通过改变和增加测试模块米
　　满足新的测试要求，从而保证了用户投资的有效
　　性。除了硬件外，仪器生产商同时还致力于测试软
　　件的标准化，以VISA( Virtual Instrument Soft-
　　ware Architecture)为核心的软件架构己经成为
　　测试软件的基础，特别是IVI(Interchangeable
　　Virtual工n s t rumen t)可互换虚拟仪器技术真i巨地
　　使仪器互换成为可能。由一个平台软件实现基本的
　　数据采集和频谱分析，以及精确的频率校准、精确
　　的幅值校准、精确的阻尼校准等高精度快速分析，
　　再由多个模块化的仪器软件基于平台软件上运行，
　　共用平台软件提供的数据和频谱值，分别实现各自
　　仪器的小同功能。其特点是在一个平台软件上，多
　　个模块化仪器软件共享A/D采集数据资源及信号
　　处理的数据资源，并可同时高速实时运行。虚拟仪
　　器i h:向综合性、多功能、快捷的多ICI而的虚拟仪器
　　库的方向发展。
　　3.远程测控技术
　　a.单机远程测控方案。单机远程测控系统指
　　的是，采用一台公}算机对100m以外的被测对象进
　　行测试和控制的VX工测试系统。采用远程控制方
　　式和远程信号调理是组建单机远程测控系统的两
　　种处理方式。
　　远程控制方式使用外部独立的PC机或工作站，
　　通过某种外部总线连接到主机箱，从而完成对测控
　　总线的控制。采用这种控制方式，公}算机小直接驱
　　动测控总线，而是驱动适于通信传输的总线。通信
　　总线的一端通过总线适配器连在公}算机的扩展槽上，
　　另一端是测控总线的零槽控制器。外接控制器的接
　　口必须沟通两种总线，使外接公}算机总线能与测控
　　总线进行可靠的信自、交换，以保证整个总线测试系
　　统的可靠工作。外接式控制方式小受测控主机箱物
　　理结构的限制，应用比较灵活。高速MX工一3总线接
　　口将PC工总线延伸到VX工机箱的零槽控制器，可以
　　采用光纤方式进行电隔离和长距离控制需求，零槽
　　控制器可放置在远离PC机或另外的VX工/PX工机箱
　　200m的地方。基于FOX工接口控制方式采用光学纤
　　维的高速数据公路传送:在光学纤维的节点之间提
　　供2km的最大传输距离:具有lOMbytes/s的数据
　　吞吐量和20Mbytes/s PCI DMA的传输方式:最
　　多支持在一条单一的公路上的126台控制器。在远
　　距离测控系统中，除了采用局域网技术外，MX工一3
　　和FOX工是无法替代的。
　　采用接地、屏蔽、传输线理论等，以模拟传
　　输的形式，进行远程信号调理可以成功地完成
　　300m的长线模拟数据传输。连接远端模块和主系
　　统的电缆一定是屏蔽、双绞和纯阻抗性质的:驱
　　动和接收放大器均是差分的，输出阻抗与电缆的
　　阻抗相匹配以减少反射:在每一个差分对中的共
　　模变送器降低了长线传输中的噪声:电缆屏蔽接
　　地时串接电容以阻断低频接地回路，而通过将RF
　　地与系统机壳相连使得屏蔽对RF同样有效:模拟
　　接收放大器和RS485发射器/接收器中的共模的
　　高度一致性，允许远端模块与采集模块之间存在
　　大量的差分信号，却丝毫没有损失。
　　b.基于网络的远程测控方案。测试技术网络
　　化的实用意义至少有以卜3点:有利于降低测试系
　　统的成本:有利于实现远距离测控和资源共享:有
　　利于实现测试设各的远距离诊断与维护。
　　当今公}算机技术、网络技术、通讯技术、智能
　　仪表的小断发展，为少卜放式的分布测控网络技术的
　　发展提供了新的方向和前景。网络化测试技术与仪
　　器的现状和发展趋势主要表现为:以太网技术，网
　　络化仪器和传感器，基于WEB的虚拟仪器。基于
　　工nternet网络的工作模式代表了分布式自动测试系
　　统的发展方向，由各种测控仪器与公}算机构成的集
　　数据采集、传输与处理为一体的网络化系统，将成
　　为今后测控领域的主导系统。网络化仪器、网络化
　　传感器、测控公}算机、专家知识库甚至测试人员都
　　将作为网络资源的一部分由整个网络共享，用户可
　　以在任意地点操纵网络，完成测试控制任务。
　　4.通用软件技术
　　通用测试软件平台，是在系统级的硬件与通
　　用的用户需求之间构筑一个通用集成测试环境，
　　具有仪器控制、代码自动生成、数学分析处理、报
　　表自生成等功能，能够满足多型号武器装各的测
　　试需要。通用测试软件平台的基本测试思想为:
　　a.通用测试软件应和通用ATE/ATS系统硬
　　件平台相适应，建立符合“二化”要求的软件平
　　台，并充分少卜发公}算机强有力的软件功能，使通
　　用测试系统的易用性、可维护性更强。
　　b.通用测试软件应该是一个可剪裁的软件公
　　共平台，软件少卜发人员可根据通用测试系统对软
　　件功能的要求，在此通用集成测试环境中进行功
　　能增减及参数的选配，达到提高测试软件的质量、
　　缩短软件研制周期、降低软件研制费用的目的。
　　c.采用流程设公}的方式自动生成测试软件，
　　使测试软件具有图形化、模块化的结构和统一、良
　　好的用户界而，并具有良好的交互性和少卜放性。
　　通用测试软件平台的主要目标是提供一个集
　　程序自动生成、编辑于一体的集成化测试程序少}-
　　发环境。它通过直观的人机对话输入测试参数。它
　　的直接好处是给予用户充分控制模件低层的自由，
　　能充分发挥模件的性能，最大限度地满足用户的
　　各种测试要求。
　　5.测控和诊断一体化技术
　　在使用过程中，为保证安全和可靠性，要求
　　对武器装各进行以性能检测和故障诊断为主的技
　　术保障:小仅要能实时、快速、精确地对多种参
　　数进行测试，而目_要完成大量的数据和信自、的记
　　录。由此可见，少卜发和研制适合现代武器装各技
　　术保障要求的检测维修系统具有重要意义。通用
　　自动检测与智能诊断系统可用于武器系统的综合
　　测试、参数装定、发射瞄准及发射控制等过程中，
　　实时录取系统的信号和数据，并进行实时或后续
　　的智能分析，可以很好地实现在作战全过程中的
　　故障监测与诊断。
　　故障诊断是现代测试系统中小可缺少的一个
　　重要环节，远程诊断技术则是故障诊断技术与通信
　　技术相结合的高级诊断技术，是工nternet与诊断技
　　术相结合的一种具有广阔应用前景的少卜放式远程诊
　　断体系结构。诊断与控制可以建立在本地服务器与
　　远程服务器的基础之上，远程诊断专家系统的知识
　　库是基于Web数据库的7卜放式的体系结构，本地
　　服务器中运行本地诊断系统并通过工nternet与远程
　　服务器上的诊断系统通信实现对测试系统的远程故
　　障诊断任务。在远程服务器上设置了设各诊断、校
　　准和自检专家库，对应的测试点分配一个工P地址，
　　测试人员可通过测试点提供的信自、米运行设各的诊
　　断和校准程序，同时，本地诊断系统可以通过网络
　　利用远程服务器上的资源小断的完善自己。
　　二、在军事领域中的应用
　　1.外军中的应用
　　美国在20世纪80年代中后期升始制订“通用
　　自动测试设各(GPATE) "}划，在军用领域建立
　　标准化、系列化和模块化自动测试设各的硬件和软
　　件测试平台。空军采用“模块化自动测试设各
　　(MATE)”标准:陆军采用“综合测试设各系列
　　(工FTE)”标准:海军采用“联合自动化支持系统
　　(CAS S)”标准。所有这些标准均体现升放的系统
　　设}I- in想，使}I算机软件成为测试系统的主要部
　　分，采用标准总线系统(主要是VX工总线)和通用
　　模块化仪器组建测试系统。其中，“综合测试设各
　　系列(工FTE)”是美国国防部两个标准化检测设各
　　之一，它由巡回检测设各、基地修理间测试设各、
　　民用等效设各、电气修理方舱和光电测试设各等5
　　部分组成，能测试飞机、导弹、装甲车、军舰和C工
　　系统等。法国现阶段采用的自动测试平台系列，主
　　要采用VX工总线硬件结构和SMART标准体系，构
　　成灵活配置软硬件结构的通用自动测试平台。
　　2.我国的应用
　　过去国内导弹测试设各主要以CAMAC设各
　　为主。)抗天部门2。世纪80年代引进该项技术，并
　　将其作为标准应用到导弹测试系统中。由于
　　CAMAC自身先天缺陷和我国制造工艺水平的原
　　囚，其过低的可靠性己经严重地影响了整个导弹
　　系统的可靠性和战术性能。
　　从90年代初，国内就有厂商和科研院所少卜始
　　跟踪VX工技术，现己经少卜发了相当数量的VX工产
　　品，并在航空航天测试中逐步使用，收到了良好
　　的效果。以VX工和PX工技术为核心的标准化、模
　　块化测试系统，作为新的标准i h:被广泛地应用到
　　武器系统测试中，并在武器系统的单元测试中设
　　公}了自检测功能。但总体米看，在系统级的测试
　　系统中，缺少实用的人工智能测试技术和内装测
　　试功能，与发达国家相比具有较大差距。
　　四、结束语
　　为满足军事领域的需要，ATE, ATS系统i h:
　　向小型、便携、智能化、自诊断、自校准和通用
　　化方向发展。总之，采用一个通用测试平台，实
　　现多种武器型号在一个平台上的横向集成测试，
　　军民两用和二军通用的发展目标，体现测试技术
　　标准化、模块化、通用性和少卜放性的特点，是当
　　今测控领域的发展潮流。

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