基于虚拟仪器的远控系统自动测试技术

虚拟仪器技术是现代计算机技术和仪器技术深层次结合的产物，是当今自动测试领域的一项重要技术。其核心是利用飞速发展的计算机技术，通过共享计算机内部的软、硬件资源，编制、运行仪器软件，建立图形环境和在线帮助机制，完成数据分析和处理功能，用灵活的虚拟软面板实现仪器的激励、测试和控制功能[1,2]。

潜艇主机远控系统是潜艇主机的自动控制、状态监测和安全保护设备，是潜艇主动力系统的核心部件，它对潜艇动力系统的安全、可靠运行十分重要，关系到整艘潜艇的安全性，是保证潜艇在航率和完成战斗使命的关键因素。因此，无论是在设计制造阶段，还是在潜艇服役后的各等级维修阶段，都必须对潜艇主机远控系统的各项功能进行全面的测试，使其满足战技术要求。目前国内进行测试时只能采用人工操纵、经验判别的方式，过程复杂且工作效率低。这种测试方法已经跟不上现代装备维修保障工作的需要，更无法满足现代高新技术装备的测试要求[3]。有鉴于此，本文结合虚拟仪器的思想，研究了构建自动测试系统的具体过程，分析了实现过程中的关键技术，并研制出了某型潜艇主机远控系统的自动测试系统。

1测试需求分析和总体方案设计

1.1测试需求分析

根据主机远控系统的工作环境和测试工作的需要，所设计的自动测试系统应具有以下功能：

1）测试系统本身的自检自校能力。

2）程序化自动测试和人工辅助测试功能。

3）能提供被测设备及其部件正常工作和故障诊断所需的激励信号、模拟负载等环境条件。

4）能对主机远控系统进行功能检测和性能测试，测试结果应能直观地显示。

5）具有信号处理、故障分析、故障定位能力，故障点定位要尽可能具体、正确。

结合装备的实际情况[1,3]，对自动测试系统进行设计时，应该遵循以下基本原则：

1）以满足部队作战需求、进步战斗力为基本目标，保障武器装备系统的质量和可靠性，进步可测试性和可维修性。

2）从军用武器系统的角度出发，在ATS各层次、全寿命各阶段坚持通用化、系列化、标准化的设计原则，降低全寿命周期用度、缩短研制周期。

3）应用模块化的商品及其技术，采用集成化的构造方式，确保系统的先进性、开放性、扩展性，保证测试系统本身的可靠性和长期稳定性。

4）应用人工智能技术，研究故障诊断理论和方法，进步故障诊断和隔离水平，建立有效的故障诊断系统。

1.2自动测试系统总体方案设计

自动测试系统的基本思想是：向被测对象送出测试矢量，接收对象在该测试矢量激励下的响应信息，再根据激励与响应之间的关系分析并“决策”和“产生”下一个激励信号，如此进行下往，最后对激励序列和响应序列进行分析和处理，判定被测试对象的功能是否正常，进而进行故障分析和故障定位。

在具体分析主机远控系统的工作原理的基础上，结合国内外自动测试技术的先进思想[4～6]，根据测试需求，确定本文研究的自动测试系统的总体测试方案如下：

1）整机性能测试。针对控制系统整机的所有工作状态，仿真整个控制系统的所有输进信号，检测其输出信号，判定整机功能是否正常，如有故障，初步确定系统的故障性质与部位。

2）分机性能测试。根据各分机的工作原理和功能，仿真各分机的所有输进信号，检测其输出信号，判定各分机的功能是否正常。

3）故障设备的故障诊断。在工控机的控制下，根据需要向故障设备送出故障诊断激励矢量，通过采集关键电子元器件的响应信号，运用公道的故障诊断方法寻找故障源，将故障定位到回路，并尽可能定位到元器件。

2系统硬件设计

2.1远控系统硬件组成

潜艇主机远控系统由原动机远控装置、离合器保护和信号装置、电源和信号装置、原动机状态复示装置组成，各部分的连接关系及与潜艇上其它设备的连接关系如图1所示。虚线部分为潜艇主机远控系统。

远控系统各部分的主要功能如下：

1）原动机远控装置。在原动机处于远控状态时，完成原动机的盘车、吹车、启动、调速、正常停车、应急调节器停车、应急保护停车等功能，显示原动机的运行状态、报警信号、停机信号，并与离合器保护和信号装置一起对原动机进行安全保护。

2）离合器保护和信号装置。显示气动轮胎离合器的状态，接受全艇控制系统的信号并向其反馈信号，与原动机远控装置一起对原动机进行安全保护，并与电源和信号装置一起控制整个远控系统的工作状态。

3）电源和信号装置。将潜艇所供的电源处理后，根据远控系统的工作状态将电源分配到其它装置，并与离合器保护和信号装置一起控制整个远控系统的工作状态。

4）原动机状态复示装置。根据原动机远控装置中