本發(fā)明涉及測控技術，特別涉及一種實現(xiàn)導引頭全性能自動測試的測試方法及系統(tǒng)。

背景技術：

測試設備是導引頭研制和批產過程中重要的組成部分，導引頭的各種性能指標的測試、考核均需在測試設備上完成。隨著時代的發(fā)展、技術的進步，批產任務要求測試設備能更精確、更便捷、更智能地反映產品的性能指標，完成驗收交付項目。然而，現(xiàn)有的測試設備多為手動測試和半自動測試，在測試過程需要人工操作偏角裝置，人為操作誤差因素引入測試誤差，導致多次測試的一致性差；不能保證一同產品多次測量結果的一致性和高精度的要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種實現(xiàn)導引頭全性能自動測試的測試方法及系統(tǒng)，控制轉臺、支架及偏角裝置等執(zhí)行機構，輔助導引頭完成各種動作與測試狀態(tài)，從而減少導引頭測試的人工參與，提高測試結果精度，保證測試結果一致性、安全性和可靠性，縮短測試時間，減少人力成本。

為了達到上述目的，本發(fā)明的一個技術方案是提供一種實現(xiàn)導引頭全性能自動測試的測試系統(tǒng)，包含：

設備主控柜，其對導引頭產品進行工作模式選擇、參數(shù)調試，并根據(jù)執(zhí)行機構及導引頭產品回傳的數(shù)值進行計算及分析；

導引頭主控柜，其根據(jù)從所述設備主控柜接收的指令，對導引頭產品進行控制；

所述執(zhí)行機構包含跟蹤轉臺、自動偏角裝置及旋轉支架，其分別根據(jù)從所述設備主控柜接收的指令，進行模擬導引頭姿態(tài)的運動；所述自動偏角裝置安裝在所述跟蹤轉臺上，并對平行光管進行承載；所述旋轉支架安裝在自動偏角裝置上，并對紅外目標源進行承載；

其中，通過所述跟蹤轉臺的運動角速度，來模擬彈目視線角速度；通過所述自動偏角裝置的偏φ角，來模擬導引頭產品和目標與光軸形成的偏角；通過所述旋轉支架的旋轉速度，來模擬彈體自旋速度。

優(yōu)選地，所述自動偏角裝置，進一步包含：

底座，上面安放所述平行光管，并對自動偏角裝置的其他部件進行承載；

回轉板，上面安放所述旋轉支架；

轉軸組件，其設置有與回轉板連接的主軸、軸承以及記錄實際偏角度數(shù)的電位計；

滑動組件，其設置有直流力矩電機及齒輪機構，并通過與軌道配合，使回轉板能在水平方向的設定角度范圍之內進行偏轉；

所述齒輪機構設置了在直流力矩電機帶動下轉動的小齒輪，以及與小齒輪嚙合并帶動回轉板沿軌道轉動的外齒輪。

優(yōu)選地，所述導引頭主控柜，進一步包含：

導引頭信號觀測區(qū)，顯示導引頭產品需要觀測的信號量，并能對信號引出進行處理、觀測；

導引頭控制區(qū)，對導引頭產品的通斷電及陀螺起轉進行控制；

電源組合，設置有導引頭電源以及設備電源；

工控機組合，設置有ni工控機及can控制電腦；

攝像頭監(jiān)控器及顯示器，對被控區(qū)域的執(zhí)行機構及導引頭產品監(jiān)控。

優(yōu)選地，所述設備主控柜，通過設置的工控機、電源、驅動器高頻隔離器，對執(zhí)行機構的運動或急停進行控制，并能顯示實測的角速度、彈旋和偏角量。

優(yōu)選地，所述設備主控柜設置有測試計算機子系統(tǒng)，其與各執(zhí)行機構的跟蹤轉臺的控制子系統(tǒng)之間，建立了基于網(wǎng)絡接口tcp/ip的通訊協(xié)議；

所述測試計算機子系統(tǒng)與控制導引頭產品的can計算機子系統(tǒng)之間，建立了can的通訊協(xié)議，來進行遠程控制。

優(yōu)選地，所述測試系統(tǒng)，進一步包含：

自動測試模塊，控制其他模塊及系統(tǒng)其他部件，按照測試項目規(guī)定的自動測試流程進行工作；

數(shù)據(jù)采集模塊，對導引頭產品的信號及工作狀態(tài)進行采集；

電源控制模塊，對系統(tǒng)電源和導引頭電源進行控制；

轉臺監(jiān)控模塊，對跟蹤轉臺的姿態(tài)進行監(jiān)控；

數(shù)據(jù)處理模塊，其設有fft計算模塊、紅外能量計算模塊、有效值計算模塊、幅度計算模塊、調制度計算模塊之中任意一種或其任意組合，對執(zhí)行機構及導引頭產品回傳的數(shù)據(jù)進行處理；

實時顯示模塊，對采集到和/或處理后的數(shù)據(jù)信息進行實時顯示；

數(shù)據(jù)保存模塊，對采集到和/或處理后的數(shù)據(jù)信息進行保存；

數(shù)據(jù)回放模塊，獲取所保存的數(shù)據(jù)信息進行回放；

報表生成模塊，根據(jù)采集到和/或處理后的數(shù)據(jù)信息，生成表示測試結果的報表。

優(yōu)選地，所述測試系統(tǒng)設置有與測試項目相對應的配置文件，用來查看、修改、更新與所述測試項目有關的配置指標、測試流程，對跟蹤轉臺、旋轉支架和自動偏角裝置的控制參數(shù)，以及導引頭產品的工作模式。

本發(fā)明的另一個技術方案是提供一種實現(xiàn)導引頭全性能自動測試的測試方法，使用上述任意一種測試系統(tǒng)來執(zhí)行；所述的測試方法包含：

步驟1：啟動設備電源，為導引頭產品加電；

步驟2：啟動跟蹤轉臺的控制電源，開啟跟蹤轉臺、旋轉支架及自動偏角裝置的遠程控制模式；

步驟3：自動偏角裝置歸零，控制導引頭產品開鎖，完成性能測試準備；

步驟4：按照測試項目規(guī)定的自動測試流程，向跟蹤轉臺、旋轉支架及自動偏角裝置及導引頭產品發(fā)送相應的控制指令；

步驟5：自動采集跟蹤轉臺、旋轉支架及自動偏角裝置及導引頭產品的信號數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并運行相關數(shù)據(jù)的處理算法，獲取性能測試結果；

步驟6：保存各性能測試結果，并自動生成測試報表。

優(yōu)選地，事先對與測試項目有關的配置指標、測試流程，對跟蹤轉臺、旋轉支架和自動偏角裝置的控制參數(shù)，以及導引頭產品的工作模式進行配置，形成配置文件；通過讀取配置文件，開始相應的測試流程。

優(yōu)選地，通過多線程操作，將采集到的數(shù)據(jù)壓入數(shù)據(jù)緩存的隊列，同時不停地從隊列中提取數(shù)據(jù)進行處理。

本發(fā)明以測試計算機和自動測試軟件為控制核心，采用通用化、模塊化、標準化設計，功能擴展性強，便于維修和維護；在測試計算機與轉臺控制計算機之間建立了基于網(wǎng)絡接口tcp/ip的通訊協(xié)議、在測試計算機與導引頭產品之間建立了can的通訊協(xié)議，實現(xiàn)自動測試軟件的遠程控制；模擬導引頭姿態(tài)運動的轉臺、旋轉支架以及偏角裝置均采用計算機實時控制，具有遠程/本地兩種控制方式。

本發(fā)明能自動實現(xiàn)遠程控制轉臺、支架和偏角裝置，使其各自按規(guī)定的方式運行，自動實現(xiàn)遠程設置導引頭的工作模式；能實現(xiàn)導引頭參數(shù)調試，數(shù)據(jù)采集和計算、頻譜分析、紅外能量圖顯示、參數(shù)植入、產品性能測試、導引頭的參數(shù)回傳以及測試報表生成等功能。

本發(fā)明的測試軟件基于labview圖形化編程語言，根據(jù)導引頭測試性能劃分了多個軟件功能模塊，并編寫了相應功能模塊的labview子程序；設置了與測試項目相關的配置文件，可通過軟件配置界面進行各通道參數(shù)的查看與修改；每個測試項目對應一個配置文件，能查看、修改、更新每個測試項目的配置指標以及轉臺、支架和偏角結構的控制參數(shù)。

本發(fā)明的配置文件，具有集成度高，能靈活地進行測試流程優(yōu)化、能方便地查看修改測試指標的特點；可根據(jù)導引頭實際的測試流程和參數(shù)需求修改配置文件中指標參數(shù)以及轉臺、支架和偏角結構的控制參數(shù)，無需重復編寫和修改測試源程序。

本發(fā)明所述自動測試系統(tǒng)，包含導引頭主控柜、轉臺主控柜、轉臺、支架、偏角裝置結構體及電纜等部分，還包含轉臺控制系統(tǒng)、導引頭工作模式控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)以及相應的自動測試軟件等，通過運行自動測試軟件進行全性能測試；系統(tǒng)具有強大的安保功能，軟件上設計了限位、限速、過流、過壓、過載、急停功能，操作臺上有急停按鈕等，如遇緊急情況，可直接切斷驅動器電源。

與現(xiàn)有測試設備相比，本發(fā)明用自動偏角裝置偏φ角取代手動偏φ角，解決了人為操作誤差因素引入的測試誤差，導致多次測試的一致性差，解決了同一產品多次測量結果的一致性和高精度要求的需求，增加了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的自動化測試系統(tǒng)的示意圖。

圖2、圖3是本發(fā)明中自動偏角裝置的正視圖及俯視圖。

圖4是本發(fā)明的自動化測試系統(tǒng)的模塊示意圖。

圖5是本發(fā)明的自動化測試系統(tǒng)中某一測試項的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明所述的自動化測試系統(tǒng)，采用通用化、模塊化、標準化設計方案，設備后續(xù)功能擴展以及維修和維護方便。為此構建的硬件系統(tǒng)，包含通過電纜相應連接的導引頭主控柜1、設備主控柜2、跟蹤轉臺3、自動偏角裝置4、旋轉支架5、平行光管6和紅外目標源7。

所述的導引頭主控柜1，包含：導引頭信號觀測區(qū)(設有進行波形顯示、信號檢測、測試組合的內部電路)、導引頭控制區(qū)、電源組合、工控機組合、攝像頭監(jiān)控器等。其中，所述的導引頭信號觀測區(qū)，可以觀測導引頭所有需要觀測的信號量，通過示波器顯示信號圖形，通過數(shù)字萬用表顯示信號信息，用戶還可以將所需信號引出，進行處理、觀測；所述的導引頭控制區(qū)，用于實現(xiàn)導引頭通斷電，配合進行導引頭電壓、電源消耗電流的實時監(jiān)控以及測試，實現(xiàn)陀螺起轉控制等功能；所述的電源組合，包括導引頭電源以及設備電源；所述的工控機組合，包括：一臺ni工控機、一臺can控制電腦；所述的攝像頭監(jiān)控器，用于對被控區(qū)域的轉臺、支架、偏角裝置及導引頭進行監(jiān)控，在萬向顯示器8(可180°轉動)上顯示監(jiān)控圖像，供操作人員及時掌握被控區(qū)運行情況，增加設備運作的安全性。

所述的設備主控柜2，包含工控機、電源、驅動器高頻隔離器等，主要用于控制轉臺、支架、偏角裝置的運動，顯示實測的角速度、彈旋和偏角量。該系統(tǒng)擁有強大的安保功能，設計了限位、限速、過流、過壓、過載、急停功能，主控柜上有急停按鈕等，如遇緊急情況，可直接切斷驅動器電源。

設備主控柜2通過網(wǎng)絡接口tcp/ip協(xié)議與轉臺控制柜建立通訊，實現(xiàn)轉臺遠程控制，轉臺運動角速度模擬彈目視線角速度，旋轉支架模擬彈體自旋速度，偏角裝置偏φ角模擬產品和目標與光軸形成的偏角。設備主控柜2還通過網(wǎng)絡接口tcp/ip協(xié)議和can控制計算機建立通訊，實現(xiàn)導引頭工作模式選擇、參數(shù)調試和數(shù)值計算、回傳導引頭的參數(shù)值、生成報表等功能，提高產品生產測試的效率。

在所述跟蹤轉臺3上安裝的自動偏角裝置4、旋轉支架5、平行光管6和紅外目標源7，都是本系統(tǒng)的執(zhí)行結構，能夠根據(jù)指令參數(shù)執(zhí)行完成相應動作。

如圖2、圖3所示，所述的自動偏角裝置4包含：轉軸組件41、底座42、回轉板43、軌道44以及滑動組件45等。轉軸組件41中包含軸承、主軸以及電位計(用于記錄實際偏角度數(shù))；底座42用于安放平行光管6；在回轉板43上安放旋轉支架5；滑動組件45包含電機以及齒輪機構，其與軌道44配合，完成回轉板43在水平方向±40°范圍內的自動偏轉。齒輪機構的外齒輪46固定不動，直流力矩電機直接帶動小齒輪47轉動，使小齒輪47沿外齒輪46，帶動回轉板43轉動。外齒輪46上方安裝有r形圓弧滾動導軌，回轉板43沿著該導軌轉動，實現(xiàn)自動偏φ角功能。

本發(fā)明所述的自動化測試系統(tǒng)，包含測試計算機子系統(tǒng)、轉臺、支架、偏角控制子系統(tǒng)以及can計算機子系統(tǒng)等部分；設置有目標模擬、姿態(tài)運動模擬、導引頭通訊控制、性能測試等功能模塊；實現(xiàn)為導引頭提供工作電源、設置導引頭工作狀態(tài)、監(jiān)測導引頭的工作情況、采集和記錄產品信號等功能，并具有調整導引頭性能參數(shù)、分析導引頭信號頻譜特征，植入調試參數(shù)等數(shù)據(jù)處理分析能力。

其中，基于自動測試軟件控制的各個子系統(tǒng)，驅使轉臺、支架、偏角裝置等執(zhí)行機構，對導引頭姿態(tài)運動進行模擬；如圖4所示，還設置了依據(jù)接口電路和產品測試項目和流程編寫的功能模塊，包括：測試登入模塊、數(shù)據(jù)采集模塊(用于采集導引頭信號和狀態(tài)信號)、電源控制模塊(用于對提供的系統(tǒng)電源和導引頭電源進行控制)、轉臺監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)回放模塊、實時顯示模塊、自動測試模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(進一步含：fft計算模塊、紅外能量計算模塊、有效值計算模塊、幅度計算模塊、調制度計算模塊)、報表生成模塊。這些功能模塊經(jīng)過有效地整合實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化測試。

測試軟件基于labview圖形化編程語言，根據(jù)導引頭測試性能劃分了多個軟件功能模塊，并編寫了相應功能模塊的labview子程序來實現(xiàn)其各自的功能要求。還編寫了與測試項目相關的配置文件，可通過軟件配置界面中的“ai、ao配置”按鈕進行各通道參數(shù)的查看與修改；每個測試項目對應一個配置文件，通過“自動配置”按鈕和配置文件名字，能查看、修改、更新每個測試項目的配置指標以及轉臺、支架和偏角裝置的控制參數(shù)。

例如，操作人員在配置界面下輸入配置文件名字“靜態(tài)參數(shù).ini”，點擊“自動配置”按鈕，彈出對話框，可以根據(jù)需求查看、修改、更新測試流程。如圖5所示，自動測試系統(tǒng)測試到某一項目時，軟件先讀取該測試項目的配置文件，然后按照預定的測試子項目逐步測試，每個測試子項目中有一組測試步驟，每個測試步驟也是事先完成設置的。

系統(tǒng)軟件采用labview軟件標準的生產者消費者模式和隊列模塊的雙線程軟件結構。生產者/消費者設計模式是多線程編程中最基本的設計模式，它將隊列作為數(shù)據(jù)緩存，將采集到的數(shù)據(jù)直接壓入隊列，耗時短；同時，程序的另一部分不停地從隊列中提取數(shù)據(jù)進行處理，同樣也可以將顯示、存儲部分放入單獨的消費者循環(huán)中獨立運行。這個模型的運用非常普遍，具有較強的擴展性和較好的可維護性。

本發(fā)明實現(xiàn)導引頭全性能自動測試的方法，包括如下步驟：

步驟1：啟動設備電源，軟件控制為導引頭加電；

步驟2：啟動轉臺控制電源，開啟轉臺、支架及偏角裝置的遠程控制模式；

步驟3：偏角裝置歸零，導引頭開鎖，性能測試準備完畢；

步驟4：開始導引頭全性能項目自動測試流程，自動測試軟件向導引頭發(fā)送測試項控制指令；

步驟5：測試軟件自動采集被測信號數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并運行相關數(shù)據(jù)處理算法，獲取性能測試結果；

步驟6：保存各性能測試結果，并自動生成測試報表。

結果顯示，本發(fā)明的自動測試系統(tǒng)及方法，能自動完成導引頭全性能測試功能，滿足導引頭的全性能的指標考核要求。

盡管本發(fā)明的內容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。