一种飞机驾驶舱电磁指示器DDRMI智能故障监测系统的制作方法

一种飞机驾驶舱电磁指示器ddrmi智能故障监测系统
技术领域
1.本发明涉及安全检测技术领域，具体地说，涉及一种飞机驾驶舱电磁指示器ddrmi智能故障监测系统。


背景技术：

2.随着电力电子技术的发展，大量的电力设备被广泛用于飞机中，电力设备的扰动(主要指接通、断开与故障)会对飞机的安全飞行产生重大的影响，因此研究飞机电气系统在负载扰动时的电磁响应具有重要的实际意义。目前常用的研究方法有实物模拟和数字仿真。实物模拟开发周期长，成本高，所以大多数研究人员采用数字仿真作为飞机电气系统研究的基础。通过数字仿真可以缩短飞机电气系统的设计周期；预判飞机电气系统的故障，并设置保护装置，提高飞机电气系统的可靠性。
3.在对无线电罗盘系统进行装机前测试时，需检测其定向功能参数性能指标，常采用的方式是用不同系统的无线电磁指示器或等效飞机方位指示的仪表连接到无线电罗盘系统中，检测系统的方位指示数据(x、y、z)同步输出，这种方式操作复杂，成品配套试验的局限性强，不利于机载部品出现故障时快速有效地进行故障定位和排除。当机上通电检查该系统出现故障时，没有有效地手段来判断是成品自身故障还是机上线路或其它交联设备故障，只能在飞机上进行排故，也无法在地面复现故障现象。
4.ddrmi(pn:63543-253-series)是适用于空客(a319/a320/a321系列)飞机导航系统，其主要作用是为显示磁性航向或真航向、vor-1轴承或adf-1方位角、vor-2轴承或adf-2方位角、dme-1和dme-2距离，另一个作用是传输hdg、vor/adf和dme的有效性信号、vor/adf开关的状态。该ddrmi极易出现故障，且经常有隐性不稳定故障旗误操作的故障，会引起部件故障，对飞机会有重大安全影响。且现有its2000测试台只是对ddrmi整件测试，没有对该ddrmi出现隐性故障有效测试，也没有自动实时监控故障旗状态。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对现有技术缺陷提供一种飞机驾驶舱电磁指示器ddrmi智能故障监测系统，以实现高灵敏度的故障监测，保证飞机飞行安全，无需人工干预，并能够自动进行全方位故障监测并形成监测报告。
6.本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：
7.一种飞机驾驶舱电磁指示器ddrmi智能故障监测系统，包括如下模块：
8.电源/arm/fpga接口模块、5路离散信号检测电路模块、3路离散信号控制电路模块、部件自测控制模块、3路颜色传感器信号采集电路模块、modbus屏显示电路模块、适配器识别模块；
9.所述电源/arm/fpga接口模块用于外部电源、外部arm和fpga控制板连接到飞机驾驶舱电磁指示器适配器接口上，分别输出各自电源信号，控制信号到ddrmi适配器，进而为飞机驾驶舱电磁指示器的电源工作和测试控制；
10.所述5路离散信号检测电路模块和所述3路离散信号控制电路模块，用于通过fpga的io口控制3路离散信号控制电路和5路离散信号检测电路，进行数据处理，得出每路检测的离散信号；
11.所述部件自测控制模块，用于设置手动切换开关，实现控制部件自测信号切换，控制ddrmi进行自检测试；
12.所述3路颜色传感器信号采集电路模块，能够实现实时捕捉对应3个故障旗，当有隐性故障或故障旗出现故障，传感器采集到信号，传输到fpga测试口，进行数据处理；
13.所述modbus屏显示电路模块，能够实现通过arm串口通讯ttl转485双向电平模块后输出数据到modbus屏，实时计数三个故障旗隐性故障出现计数；
14.所述适配器识别模块，能够实现通过arm的输出控制两个74hc165芯片，并设置电压相关位，返回的arm输入控制信号用于检测适配器识别号，用于识别该适配器是否是ddrmi的适配器。
15.本发明对比现有技术，有如下优点：本发明的系统利用主流芯片arm和fpga，对飞机驾驶舱电磁指示器ddrmi(pn:63543-253-series)设计一套可以自动测试该件且监控隐性故障的系统，通过keil软件编写底层软件和cvi编写自动测试上位机，采用teststand软件编写自动测试程序tps，整个过程实现自动测试。
附图说明
16.图1是本发明的系统功能框图；
17.图2是本发明的ddrmi适配器功能模块图；
18.图3是电源、arm、fpga接口方框图；
19.图4是5路离散信号检测电路模块方框图；
20.图5是3路离散信号控制电路模块方框图；
21.图6是部件自测控制模块方框图；
22.图7是3路颜色传感器信号采集电路模块方框图；
23.图8是modbus屏显示电路模块方框图；
24.图9是适配器识别模块方框图。
具体实施方式
25.针对现有技术状况，本技术人开发了一套对飞机驾驶舱电磁指示器ddrmi智能故障监测的系统，实现了集5路离散信号检测、3路离散信号控制、部件自测控制、3路颜色识别传感器信号采集、modbus屏显示、适配器识别、115vac电源控制显示、自动编写tps，以及能够自动输出测试报告的自动测试和监控系统。该系统实现的测试和监控应用技术是利用航空部件板级测试系统的资源和设备，对应设计arm、fpga和电源接口、5路离散信号检测、3路离散信号控制电路、部件自测控制电路、3路颜色识别传感器信号采集电路、modbus屏显示电路、适配器识别电路。根据keil软件编写底层软件和cvi编写自动测试上位机，采用teststand软件编写自动测试程序tps，整个过程实现自动化测试，也可以在各个阶段由人工介入实现分区手动测试。
26.如图1所示，ddrmi接入本系统的适配器后，可以完整模拟ddrmi进行全面的功能测
试，自动且实时进行3个故障旗隐性故障智能监测，输出测试报告。
27.本发明的飞机驾驶舱电磁指示器ddrmi(数字距离和无线电磁指示器)智能故障监测系统具体实现为ddrmi适配器电路，该适配器电路采用pc的arm处理器和fpga芯片的资源，利用芯片io口、adc模数口，编写相应资源驱动库，用tsetstand进行编写自动程序tps。pc机控制该板需要的电源输出，arm和fpga芯片控制离散信号，部件自测，主要采集3个颜色传感器信号，对采集的数据进行数据运算与分析，输出到modbus屏，记录在报告上，其他电路包括适配器识别电路、部件自测控制电路、115vac控制和显示电路等等则下面进行详细介绍。
28.如图2所示，ddrmi适配器电路包括：电源/arm/fpga接口模块、5路离散信号检测电路模块、3路离散信号控制电路模块、部件自测控制模块、3路颜色传感器信号采集电路模块、modbus屏显示电路模块、适配器识别模块。
29.各模块具体实现内容如下：
30.电源/arm/fpga接口模块：如图3所示，外部电源、外部arm和fpga控制板连接到飞机驾驶舱电磁指示器适配器接口上，分别输出各自电源信号，控制信号到ddrmi适配器，进而为飞机驾驶舱电磁指示器的电源工作和测试控制。
31.5路离散信号检测电路模块：如图4所示。3路离散信号控制电路模块：如图5所示。arm处理器采用st(意法半导体)以基于cortex
tm-m4为内核的stm32f4系列高性能微控制器，具有高达1mb的flash，72mhz的高速性能使得数字信号控制器应用和快速的产品开发达到了新的水平，提升控制算法的执行速度和代码效率，利用其多重ahb总线矩阵和多通道dma，程序通过fpga的io口控制3路离散信号控制电路和5路离散信号检测电路，进行数据处理，得出每路检测的离散信号。
32.部件自测控制模块：如图6所示，设置手动切换开关，能够控制部件自测信号切换，控制ddrmi进行自检测试。
33.3路颜色传感器信号采集电路模块：如图7所示，能够实现实时捕捉对应3个故障旗，当有隐性故障或故障旗出现故障，传感器采集到信号，传输到fpga测试口，进行数据处理。
34.modbus屏显示电路模块：如图8所示，能够实现通过arm串口通讯ttl转485双向电平模块后输出数据到modbus屏，实时计数三个故障旗隐性故障出现计数，无需人工监控。
35.适配器识别模块：如图9所示，能够实现通过arm的输出控制两个74hc165芯片，并设置电压相关位，返回的arm输入控制信号用于检测适配器识别号，用于识别该适配器是否是ddrmi的适配器，从而防止工作人员使用错误的适配器。
36.本发明的监测系统的开发过程包括以下步骤：
37.s1：首先要对ddrmi工作状态的了解，熟悉部件电路，需要检测电源和信号，这个是自动监控设备的预研阶段；
38.s2：提出ddrmi适配器和器件选型，列出系统框图，所要达到的要求，精度等，这是立项阶段；
39.s3：开始设计系统电路图，画pcb，编写teststand自动监控代码，这是开发阶段；
40.s4:然后电路调试，软件调试等等，这调试阶段；
41.s5:最后整机试运行，达到最后的稳定性等。
42.采用本发明的监测系统实现高灵敏度的故障监测，保证飞机飞行安全，无需人工干预，并能够自动进行全方位故障监测并形成监测报告，为飞机安全提供重要保障。
43.本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

技术特征：
1.一种飞机驾驶舱电磁指示器ddrmi智能故障监测系统，其特征在于包括如下模块：电源/arm/fpga接口模块、5路离散信号检测电路模块、3路离散信号控制电路模块、部件自测控制模块、3路颜色传感器信号采集电路模块、modbus屏显示电路模块、适配器识别模块；所述电源/arm/fpga接口模块用于外部电源、外部arm和fpga控制板连接到飞机驾驶舱电磁指示器适配器接口上，分别输出各自电源信号，控制信号到ddrmi适配器，进而为飞机驾驶舱电磁指示器的电源工作和测试控制；所述5路离散信号检测电路模块和所述3路离散信号控制电路模块，用于通过fpga的io口控制3路离散信号控制电路和5路离散信号检测电路，进行数据处理，得出每路检测的离散信号；所述部件自测控制模块，用于设置手动切换开关，实现控制部件自测信号切换，控制ddrmi进行自检测试；所述3路颜色传感器信号采集电路模块，能够实现实时捕捉对应3个故障旗，当有隐性故障或故障旗出现故障，传感器采集到信号，传输到fpga测试口，进行数据处理；所述modbus屏显示电路模块，能够实现通过arm串口通讯ttl转485双向电平模块后输出数据到modbus屏，实时计数三个故障旗隐性故障出现计数；所述适配器识别模块，能够实现通过arm的输出控制两个74hc165芯片，并设置电压相关位，返回的arm输入控制信号用于检测适配器识别号，用于识别该适配器是否是ddrmi的适配器。

技术总结
本发明公开了一种飞机驾驶舱电磁指示器DDRMI智能故障监测系统，包括电源/ARM/FPGA接口模块、5路离散信号检测电路模块、3路离散信号控制电路模块、部件自测控制模块、3路颜色传感器信号采集电路模块、MODBUS屏显示电路模块、适配器识别模块。该系统能实现高灵敏度的故障监测，保证飞机飞行安全，无需人工干预，并能够自动进行全方位故障监测并形成监测报告。能够自动进行全方位故障监测并形成监测报告。能够自动进行全方位故障监测并形成监测报告。


技术研发人员：易国生 许俊彬 梁桂平 何嘉颖 梁志星
受保护的技术使用者：广州飞机维修工程有限公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/7/12