基于VXI总线技术的
导弹自动测试系统研究
连光耀，黄考利，魏忠林，李石磊
（军械工程学院导弹工程系，河北石家庄 050003）
摘要:本文介绍了一种基于VXI总线技术的导弹自动化测试与故障诊断系统。该系统采用世界范围内完全开放的VXI总线标准，集VXI卡式仪器、程控仪器、各种先进的测试诊断技术于一体，是一套具有自动性能测试和故障诊断的综合测试系统，能用于导弹武器系统中电子装备的通用参数测量、专项性能指标测试、功能测试及故障自动诊断，可以将故障定位到元器件或电子组合。
关键词：导弹测试；VXI总线；自动测试系统；故障诊断
1 引言
目前自动化测试技术（ATS），已经发展到以VXI总线为核心的第三代。其鲜明特征是充分利用计算机软件来代替硬件，用智能资源取代物质资源，体现了“软件就是仪器”这一思想。
VXI总线出现于80年代末期，它吸取了VME总线高速通信和GPIB总线易于组合的优点。VXI总线系统是以卡式仪器为对象的智能仪器总线标准，它是世界范围内完全开放的模块化、通用化、标准化的系统产品。由于在技术上严密考虑了测试模块的通用性、标准化、即插即用结构和电磁兼容、电源功率及冷却通风等问题，所以VXI总线在军事自动测试领域得到充分的发展与应用。
通用导弹自动化测试与故障诊断系统，是基于VXI总线技术，并依据于IEEE4888标准的一种新型模块化系统，通过利用虚拟仪器技术，测试系统可以通过修改软件的方法，方便的改变其功能与规模，同时借助先进的计算机网络功能，可以组建一个面向网络的开放的测试系统，具有很强的扩展性能。
2 系统概论
由于导弹武器系统复杂，所以在该系统中需要测试的信号包括了从低频到高频、直流到微波的各类信号，主要是电压类信号、开关量信号、脉冲信号、时间信号等。
测试系统完成的主要功能
自动测试功能：自动完成组合测试和系统测试，并且能够对导弹武器系统进行射前检查；
手动测试功能：通过软面板对各个单元进行测试；
故障诊断功能：利用测试数据对系统故障进行自动诊断；
系统自检功能：完成对整个测试系统的自检，并对故障自动修复；
结果处理功能：对测试结果和故障诊断结果进行处理、分析、存储、打印；
3 系统的硬件构成
硬件平台框图如图1所示。系统主要包括了测控计算机，数据库专家系统，VXI 测试仪器资源（VXI
功能模块、GPIB 总线），GPIB 程控仪器，程控电源，通用适配器，输出设备。
（1）测控计算机：本系统采用外置式，由测控计算机通过GPIB 总线，和VXI 仪器的“0”槽一起完成对VXI 仪器其他模块的控制，它是整个系统的控制核心。由它完成系统自检、复位、测试流程控制、
数据采集等功能。在本系统中采用P Ⅲ750工控机，通过IEEE1394-G0模块，完成对VXI 仪器的管理。
（2）数据库服务器：它是一个专家系统，由一台PC 机完成全部功能。它接收测试数据，利用数据库专家系统进行故障诊断。
（3）VXI 仪器资源：本系统采用HP 的C 尺寸13槽机箱HPE8400A 。在仪器模块选择上，选择了目前市场上精度较为高的测试模块。两块HPE1442A 型64通道多路开关模块，用于加载导弹测试所需的激励信号。两块HPE1460A 型64通道扫描继电器模块，完成被测信号到数字电压表的切换。HPE1411B 数字电压表，完成对模拟信号的测试。另外还有命令模块HPE1406A 、示波器模块TVS625A 等。
（4）程控电源：属自研设备,它覆盖陆军电子装备单体测试所需的各种电源需求,设计有IEEE488接口。通过GPIB 总线进行控制，并能对输出电流电压进行巡回检测，有很好的高压、欠压、过流、短路保护作用。
（5）GPIB 程控仪器：提供测试所需的激励信号，包括HP8648A 射频信号发生器、HP8508A 矢量电压表、HP8116脉冲/函数发生器、HP8590L 频谱分析仪。
（6）通用适配器：考虑到通用性，在设计过程中，我们设计了通用化的适配器，对于不同型号的导弹，只要用它的专用测试电缆与适配器连接，通过它将被测导弹的专属信号转换成公共接口信号，从而完成测试。
图1 系统硬件组成
4 系统的软件组成
本系统采用Win98作为开发平台，考虑到兼容性和灵活性，利用Lab Windows/CVI 作为软件编程语言。因为它能与C语言兼容，同时又具有VB的灵活性和方便性，提供了丰富的通用仪器驱动程序。
Lab Windows/CVI开发环境的特征是使C语言编程环境与内部编码、连接差错、代码产生工具和内部功能库结合成一体。它由功能各异的4个编码器组成：项目文件编辑器、用户界面编辑器、源码编辑器和功能面板编辑器。它提供的功能包括：用户界面、（高级）分析、数据采集板系统、VXI、GPIB/GPIB488.2、标准C库等。
系统采用模块化、层次化的编程结构。整体结构如图2所示。
图2 系统软件结构
在测试程序设计过程中，本系统采用ODBC（Open Data Base Connection）实现与数据库的连接。测试时，测试程序从数据库中调出并执行，以达到自动测试功能。当系统需要对新型号导弹或者新任务进行测试时，只须对数据库进行更新，便可完成测试。测试程序在开发过程中，大量采用“虚拟面板”作为用户界面，提供了一个友好的人机接口。
仪器驱动程序是建立在测试软件底层软件的基础性软件，是格式化类仪器驱动程序。测试程序调用格式化类驱动程序，格式化类驱动程序具体的仪器驱动程序来对仪器进行控制。仪器具体驱动程序通过VISA函数库同时支持VXI、GPIB程控仪器。
性能自动测试是按已建立的信息数据库，对被测导弹系统的性能指标进行自动测量。把所得数据送进数据库专家系统，进行比较，从而得出结论。性能手动测试，是由为一般用户提供性能指标、部分专用性能指标测量的，系统可以指导用户根据测试要求进行性能测试。
一般情况下，系统对故障直接做出判断，即：自动故障分析。但是在所提取信息，不能从本地专家系统中做出判断时，通过用户进行下面操作：将系统测试数据打包，通过网络传输给远方的专家系统，寻求帮助；通过判断，将结果通过网络传回本地，在这个过程中，本地的专家系统也不断进行丰富，达到自学习的目的。
系统的测试流程，如图3所示。
在实际的测试中，为了提高测试效率，本系统将一个流程分成了不同的步。在一个复杂的测试过程中，包括了多个测试流程，不同的流程又由不同的步骤组成。这样在加载时，可以分批完成，从而充分利用仪器内存，提高数据处理速率和效率。如图4所示。
5 结束语
基于VXI总线技术的导弹自动化测试与故障诊断系统，采用了通用化、模块化、标准化的设计思想，具有良好的扩展性能，标准化程度高。该系统对网络化导弹测试系统研究，具有很强的借鉴意义。
参考文献
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[2] 郑宇航等.VXI技术在导弹测试中的应用[J].计算机自动测试与控制，2001.
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[4] 魏清新等.基于VXI总线的飞航导弹自动化测试系统[J].飞航导弹，2000.