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[摘 要]随着经济的发展，我国民航业也出现了较快的发展，对于飞机的性能也提出了较高要求，为了保证其不断发展，需要从细节做起，基于此，本文论述了记载机电设备自动化测试技术分析。
[关键词]机载机电；公共设备；自动化
中图分类号：V242 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0118-01
传统测试电缆导通特性时，采用导通灯或万用表测试电缆两端间的电阻值，但由于机载电缆很多，手动方式测量耗费时间及人力非常大，且准确度不高。[1]其余测试项目也分别通过单独设备分项进行测试，没有统一设备对机电公共设备进行完整的自动化测试。针对手动测试的不足，研究了自动化测试方法。根据不同应用场景，设计测试构型和具体实施方案。最终，设计了一套测试系统，用于实现自动化测试替代传统手动测试，即自动完成所需测试项目。
1、机电综合技术概述
随着世界经济的不断发展，据统计在未来20年世界至少需要17300架新民机，价值约1.9万亿美元，中国民航需要补充各型民用客机约为3365架，其中大型喷气客机2467架，支线客机898架，总价值约为2300亿美元。民机市场的发展为民机机载设备发展带来广阔的市场。飞控系统是现代民用飞机飞行/安全关键机载设备[2]，对改善飞机性能和保障飞行安全具有重大影响，其技术水平成为现代民用飞机先进水平的重要体现，民机飞控产品具有广阔的市场空间。
目前，现代大型客机的一个主要特征是系统的综合化控制与管理，通过信息综合、资源共享，降低成本、提高效率、減轻飞机重量、缩短研制周期，降低维护成本。A380、A350和B787客机都采用了机电系统综合控制和管理技术，大量使用远端控制接口单元、远端数据采集单元和固态功率控制器，借助远端控制接口单元，在飞机上广泛分布于各个位置的传感器和作动器以及公共核心资源计算机，通过数据总线连接，使得各个机械系统成为物理上分布，功能上综合的机电综合控制功能系统。
2、机电综合控制技术
2.1 相关机型机电综合技术特点
2.1.1、A400和B777技术特点
不采用独立的控制器；采集参数的传感器和控制单元不再从属于某一单独的系统；将机电系统的综合控制纳入到飞机级综合控制系统的范围；机电综合控制系统通过ARINC629总线与其它系统交联；各功能模块在统一调度下实现对各机电系统的控制。
2.1.2、A350的技术特点
对环控系统、电源系统和辅助动力装置系统等进行了综合；采用分布式计算机系统；通过ARINC629总线（或AFDX）将该系统接入航空电子系统；通过二次配电系统实现对作动系统的直接控制和调度。
2.1.3、A380和B787的技术特点
大量使用远端接口单元和远端数据采集器；解算控制功能由飞机的两台公共核心资源计算机（CCR）完成；各传感器、作动器及数据采集器的信息与CCR之间通过数据总线交联；各个机载系统为物理上分布、功能上综合的机电综合控制系统；综合化计算机采用集中式计算、分布式执行的系统结构。
2.2 机电综合控制技术
机电综合系统把环控、燃油、液压、机轮刹车、电源和辅助动力等系统进行综合，由计算机对机电系统综合控制，优化组合和动态调度，使每个子系统除了完成各自单独的功能外，还可以参与资源的协调分配和故障后系统重构等任务，通过信息共享和协同处理，最终将集成的结果传递给系统控制部件或机构它们遵循：信息共享，功能协同，余度管理，集中资源管理、支持系统的分布式执行、容错和重构，软件接口标准符合ARINC标准，支持时间分区与空间分区。[3]
2.2.1、机电综合主要优点
有利于减轻飞机重量、体积和连线的复杂性。充分利用系统的资源，大大减少重复的资源配置。采用SSPC，取代传统的断路器，实现飞机二次配电等功能。有利于增加系统的容错能力与故障检测能力。提高整个系统的可靠性。提高自动化程度，降低操作负担。降低成本，提高效率、缩短研制周期。
2.2.2、机电综合主要缺点
硬件失效的危害度增加，需要系统具有容错和重构能力。系统开发的复杂程度提高。系统级的综合、验证难度加大。
3、测试策略
测试的颗粒度为单个参数。从飞机的ICD信息中识别参数的源端设备和目的端设备，构建源-目的链接。一个源端参数可能存在多个订阅者，且可能是不同端口类型（ARINC664，ARINC429等）的系统，所以存在多条源-目的链接信息。为了便于统一处理，单个参数的单个源-目的链接作为一个测试项，所以单个参数可能存在多个测试项。[4]
3.1 输入ICD数据
通常由XML的形式组织管理飞机的ICD数据。从ICD数据中提取必要的信息配置端系统接口仿真器。另一方面，依据测试用例，由ICD数据自动生成测试脚本。脚本可全自动地执行数据激励、接收、比对，最终生成测试报告。
3.2 测试用例
总体而言，从接收参数出发，识别出发送/接收关系后，由模拟源端设备的仿真器发送设定的数据，在模拟目的端设备的仿真器接收数据，然后判断是否接收到数据、接收的参数值是否与发送值一致。具体而言，民用机型中常用的数据格式有ARINC664、AR-INC429、ARINC825、离散量和模拟量。不同的信号格式，在实际的激励、接收和处理的过程中稍有不同，664数据需要设置状态字，429需要设置正确的SDI和SSM等。
3.3 测试程序
实现飞机ICD信息以结构化的形式进行组织管理，包含数据发布者和订阅者的链接关系、端系统配置信息、664网络路由信息；各类格式数据与ARINC664之间的打解包过程遵守统一的规则。可以由程序生成测试脚本实现自动化测试。通过程序遍历整个ICD数据库的所有接收参数，通过数据发布/订阅的链接关系，搜索到源端参数，获取所有必要的信息以此自动生成测试脚本。测试脚本通过数据网络激励源端接口仿真器发送数据并读取目的端接口仿真器接收到的数据，依据网络的传输规则，比较发送和接收参数值，判断测试结果并自动生成测试报告。
为验证设计的测试系统对机载机电公共设备的测试效果，进行验证性试验。对全机供电功能测试项目的验证性试验进行阐述。将延长电缆两端分别连接航插和测试系统机柜后面板，其中部分传感器/设备不参加试验。启动测试系统，登陆用户界面，选择测试项目，初始化板卡，在测试界面点击“开始检查”，应用软件自动调用相关板卡并自动执行测试过程，通过报告显示界面查看测试结果。
4、结语
试验结果表明，设计的测试系统能够对机电公共设备进行全面自动化测试，准确给出测试结果并生成报告，节约了人力、时间等资源，提高了测试效率。资源分配时预留了备用通道（占总通道数2000），并且基于框架式结构编程，使得设计的测试系统具有良好的扩展性。
参考文献
[1] 宋建民.飞机公共设备系统综合控制和管理技术研究[D].电子科技大学，2004.
[2] 王浚，刘永绩，董素君.综合机载机电及环控系统新技术[J].北京航空航天大学学报，2003，11：959-963.
[3] 梁哲.机载机电系统RIU综合测试系统设计与实现[D].西安电子科技大学，2014.
[4] 自动化技术、计算机技术[J].中国无线电电子學文摘，2009，03：162-245.
[关键词]机载机电；公共设备；自动化
中图分类号：V242 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0118-01
传统测试电缆导通特性时，采用导通灯或万用表测试电缆两端间的电阻值，但由于机载电缆很多，手动方式测量耗费时间及人力非常大，且准确度不高。[1]其余测试项目也分别通过单独设备分项进行测试，没有统一设备对机电公共设备进行完整的自动化测试。针对手动测试的不足，研究了自动化测试方法。根据不同应用场景，设计测试构型和具体实施方案。最终，设计了一套测试系统，用于实现自动化测试替代传统手动测试，即自动完成所需测试项目。
1、机电综合技术概述
随着世界经济的不断发展，据统计在未来20年世界至少需要17300架新民机，价值约1.9万亿美元，中国民航需要补充各型民用客机约为3365架，其中大型喷气客机2467架，支线客机898架，总价值约为2300亿美元。民机市场的发展为民机机载设备发展带来广阔的市场。飞控系统是现代民用飞机飞行/安全关键机载设备[2]，对改善飞机性能和保障飞行安全具有重大影响，其技术水平成为现代民用飞机先进水平的重要体现，民机飞控产品具有广阔的市场空间。
目前，现代大型客机的一个主要特征是系统的综合化控制与管理，通过信息综合、资源共享，降低成本、提高效率、減轻飞机重量、缩短研制周期，降低维护成本。A380、A350和B787客机都采用了机电系统综合控制和管理技术，大量使用远端控制接口单元、远端数据采集单元和固态功率控制器，借助远端控制接口单元，在飞机上广泛分布于各个位置的传感器和作动器以及公共核心资源计算机，通过数据总线连接，使得各个机械系统成为物理上分布，功能上综合的机电综合控制功能系统。
2、机电综合控制技术
2.1 相关机型机电综合技术特点
2.1.1、A400和B777技术特点
不采用独立的控制器；采集参数的传感器和控制单元不再从属于某一单独的系统；将机电系统的综合控制纳入到飞机级综合控制系统的范围；机电综合控制系统通过ARINC629总线与其它系统交联；各功能模块在统一调度下实现对各机电系统的控制。
2.1.2、A350的技术特点
对环控系统、电源系统和辅助动力装置系统等进行了综合；采用分布式计算机系统；通过ARINC629总线（或AFDX）将该系统接入航空电子系统；通过二次配电系统实现对作动系统的直接控制和调度。
2.1.3、A380和B787的技术特点
大量使用远端接口单元和远端数据采集器；解算控制功能由飞机的两台公共核心资源计算机（CCR）完成；各传感器、作动器及数据采集器的信息与CCR之间通过数据总线交联；各个机载系统为物理上分布、功能上综合的机电综合控制系统；综合化计算机采用集中式计算、分布式执行的系统结构。
2.2 机电综合控制技术
机电综合系统把环控、燃油、液压、机轮刹车、电源和辅助动力等系统进行综合，由计算机对机电系统综合控制，优化组合和动态调度，使每个子系统除了完成各自单独的功能外，还可以参与资源的协调分配和故障后系统重构等任务，通过信息共享和协同处理，最终将集成的结果传递给系统控制部件或机构它们遵循：信息共享，功能协同，余度管理，集中资源管理、支持系统的分布式执行、容错和重构，软件接口标准符合ARINC标准，支持时间分区与空间分区。[3]
2.2.1、机电综合主要优点
有利于减轻飞机重量、体积和连线的复杂性。充分利用系统的资源，大大减少重复的资源配置。采用SSPC，取代传统的断路器，实现飞机二次配电等功能。有利于增加系统的容错能力与故障检测能力。提高整个系统的可靠性。提高自动化程度，降低操作负担。降低成本，提高效率、缩短研制周期。
2.2.2、机电综合主要缺点
硬件失效的危害度增加，需要系统具有容错和重构能力。系统开发的复杂程度提高。系统级的综合、验证难度加大。
3、测试策略
测试的颗粒度为单个参数。从飞机的ICD信息中识别参数的源端设备和目的端设备，构建源-目的链接。一个源端参数可能存在多个订阅者，且可能是不同端口类型（ARINC664，ARINC429等）的系统，所以存在多条源-目的链接信息。为了便于统一处理，单个参数的单个源-目的链接作为一个测试项，所以单个参数可能存在多个测试项。[4]
3.1 输入ICD数据
通常由XML的形式组织管理飞机的ICD数据。从ICD数据中提取必要的信息配置端系统接口仿真器。另一方面，依据测试用例，由ICD数据自动生成测试脚本。脚本可全自动地执行数据激励、接收、比对，最终生成测试报告。
3.2 测试用例
总体而言，从接收参数出发，识别出发送/接收关系后，由模拟源端设备的仿真器发送设定的数据，在模拟目的端设备的仿真器接收数据，然后判断是否接收到数据、接收的参数值是否与发送值一致。具体而言，民用机型中常用的数据格式有ARINC664、AR-INC429、ARINC825、离散量和模拟量。不同的信号格式，在实际的激励、接收和处理的过程中稍有不同，664数据需要设置状态字，429需要设置正确的SDI和SSM等。
3.3 测试程序
实现飞机ICD信息以结构化的形式进行组织管理，包含数据发布者和订阅者的链接关系、端系统配置信息、664网络路由信息；各类格式数据与ARINC664之间的打解包过程遵守统一的规则。可以由程序生成测试脚本实现自动化测试。通过程序遍历整个ICD数据库的所有接收参数，通过数据发布/订阅的链接关系，搜索到源端参数，获取所有必要的信息以此自动生成测试脚本。测试脚本通过数据网络激励源端接口仿真器发送数据并读取目的端接口仿真器接收到的数据，依据网络的传输规则，比较发送和接收参数值，判断测试结果并自动生成测试报告。
为验证设计的测试系统对机载机电公共设备的测试效果，进行验证性试验。对全机供电功能测试项目的验证性试验进行阐述。将延长电缆两端分别连接航插和测试系统机柜后面板，其中部分传感器/设备不参加试验。启动测试系统，登陆用户界面，选择测试项目，初始化板卡，在测试界面点击“开始检查”，应用软件自动调用相关板卡并自动执行测试过程，通过报告显示界面查看测试结果。
4、结语
试验结果表明，设计的测试系统能够对机电公共设备进行全面自动化测试，准确给出测试结果并生成报告，节约了人力、时间等资源，提高了测试效率。资源分配时预留了备用通道（占总通道数2000），并且基于框架式结构编程，使得设计的测试系统具有良好的扩展性。
参考文献
[1] 宋建民.飞机公共设备系统综合控制和管理技术研究[D].电子科技大学，2004.
[2] 王浚，刘永绩，董素君.综合机载机电及环控系统新技术[J].北京航空航天大学学报，2003，11：959-963.
[3] 梁哲.机载机电系统RIU综合测试系统设计与实现[D].西安电子科技大学，2014.
[4] 自动化技术、计算机技术[J].中国无线电电子學文摘，2009，03：162-245.