电动舵机自动测试系统的设计与实现

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1、万方数据《工业控制计算机》2006年19卷第12期61电动舵机自动测试系统的设计与实现DesignandReaI．zation0fEIectricActuatOrAutOmaticTestingSystem刘英1段富海1’2杨勇2(1西北师范大学数学与信息工程学院，甘肃兰州730070；2兰州飞行控制有限责任公司航空技术中心，甘肃兰州730070)摘要结合某系列并联电动舵机的特性，介绍了舵机自动测试系统的硬件组成、功能测试项目和软件结构，分析了自动测试系统的主要技术特点，并重点阐述了系统开发过程中关注的几点问题。使用结果表明：该系统功

2、能强大，可靠性高，满足设计要求。关键词：电动舵机，自动测试系统Abst阳ctCombinedthecharacle—sticOfpara¨eleIect—ccOntr0Iactuator，introducethehardwarecOmpOsjliOn，tes“ngitemsandsoftvl，aredeVelopmentofthetestingsyStem．Analysjsthema{ntechnicalcharacteristicoftheautomalictestingsystem．InaddI_liOn，someprobIems

3、intheprOcessOfdeVelOpmentaredescr．bed．PractlcesprOVethissystemwOrksweI

4、stablepe№rmance，andmeeltherequjrementOfdesign．KeywOrds：eJectricactuatOr，autOmaticlestingSystem电动舵机是飞机飞控系统的伺服执行机构，用以驱动飞机舵面的偏转，从而控制飞机的飞行状态。并联式舵机与飞机操纵系统并行联接，对飞机的操纵性和安全性具有重要影响。虽然各种各样的ATE很多，但并联式电动舵机这种特殊关键

5、机电产品的专用测试设备有其特殊性，经查询没有针对并联式电动舵机测试系统的专门报道。并联电动舵机自动测试系统由工控计算机、力矩自动加载系统、显示器、角位移传感器、舵机控制器、电源、接口板和控制机柜等设备组成，能够完成电动舵机的部件测试和整体性能测试，能够实现多项指标的自动测试、数据实时采集、存储和处理。自动测试系统根据测试流程测量舵机各信号，并将测量结果存放到测试数据库中，通过对舵机测试激励信号的模拟和对舵机响应信号的综合分析处理，取得舵机的特征信息，通过故障诊断系统确定舵机是否满足设计要求。测试软件用于向舵机提供必要的电源、激励和负载

6、，来模拟舵机实际工作环境，控制舵机按照给定规律运动，同时采集舵机的位移和输出力信号，计算舵机的静动态性能指标，完成模拟量信号的激励、采集、比较检查和显示，离散量信号的激励、采集、比较检查和显示以及串行口数据发送和接收。1系统硬件组成考虑到可靠性、开放性、扩展性和标准化以及在速度和功能上的要求，舵机自动测试系统采用ISA总线构造。由工控机、采集模块(ADSl211)、微处理器模块(AVRl28)、数据接口模块、大功率电源、力矩自动加载台、接口调理板、角位移传感器和打印机组成。系统组成如图1所示。1)工控计算机：采用Jnle845芯片组4

7、00MHzFSB、AGP4×VGA、32MBSDRAM、双10／100Base—T网络控制器、ln—feI82559芯片和HISA驱动器。2)采集模块：采用的ADSl211模块是具有4路差动输入的24位A／D数据采集卡，内含自校正转换器，二阶调制器，而且具有可编程数字滤波器和微处理器，主要实现对舵机电源的监控及舵机部分信号的采集。3)微处理器模块：采用AVRl28单片机模块，最大晶振频率为16MHz，实现对模拟信号的采集控制、输出以及驱动、控制采集板上的各种芯片。，4)数据接口模块：采用IDT7130SASSP高速1K双口静态存储器，

8、实现工控机与单片机之间的通信。接口调理板电源模块¨电流传感器H图1舵机自动测试系统组成框图5)大功率电源：系统电源为调理板提供多路直流电源，为舵机提供大功率直流电源。采用的电源都具有RS一232接口，且全部为智能程控电源，具有自检测、在线检控和数据回读能力。6)调理驱动板：为提高测试信号的可靠性，需要对某些信号进行驱动、调理，使测试计算机的信号与舵机实际信号相对应，同时该调理板对某些信号进行隔离及各种控制。7)力矩自动加载台：力矩自动加载台是计算机控制的液压加载装置，主要用于飞机操纵杆系动力学响应的仿真，模拟飞机空气动力造成的铰链力矩

9、和舵面惯量，将舵机承受的载荷设计成舵面偏转角等变量的函数，实现任意载荷谱的自动动态加载。8)角位移传感器：测量并联舵机的偏转角位移输出，并转换成数字信号给测试计算机。2功能测试项目舵机测试系统通过对舵机测试激励信号的模拟