捷联惯性/GNSS组合导航系统通用测试平台的研究

摘要

本文在对某型捷联惯性／GNSS组合导航系统的功能、对外交联关系及输出信号进行分析的基础上，提出了构建该系统测试平台的方法，并研究了软硬件设计中关键技术的实现方法，具有很强的工程实践参考价值，为其它机载设备测试平台的建立提供了一个成功的参考案例。 测试平台采用虚拟仪器技术，基于工控机的硬件平台，所有的测试板卡都安装在工控机插槽上，利用工控机的强大功能，完成信号采集、任务管理等功能。测试平台的软件采用LaBVIEW图形化编程语言，实现系统测试、故障检测、用户管理、测试系统维护以及测试报告管理等功能。所设计的测试平台具有操作简便、功能齐全等特点，能够很好的满足用户的要求。 在硬件设计中，对模拟量和离散量的采集进行了分析，给出了应用实例，对状态选择器的设计进行了研究，重点研究了基于计算机ISA总线的ARINC429总线传输的硬件设计，最后对抗干扰和防差错设计进行了分析。 对虚拟仪器的软件结构进行了分析，在此基础上对各层软件的实现进行了阐述，并结合本测试系统的软件设计进行了论证，研究了VISA体系的应用，重点研究了仪器驱动库的建立和DLL文件的应用；同时对测试系统软件设计中经常出现的多任务编程进行了重点分析，因为这对于测试软件的执行效率和正确性起着重要作用。 提出了系统的地检信息在故障检测中的应用，在此基础上，对基于专家系统的故障诊断理论进行了研究。 对测试平台的建立进行了理论分析和实践研究，所研究的测试平台具有很好的通用性，稍加改动，就可以应用到别的测试系统中。

目录

文摘

英文文摘

西北工业大学业学位论文知识产权声明书及西北工业大学学位论文原创性声明

第一章绪论

1.1自动测试系统

1.2虚拟仪器

1.3课题的意义及本论文研究的主要内容

1.3.1课题的意义

1.3.2本论文研究的主要内容

1.4本章小结

第二章被测对象及系统结构分析

2.1被测对象的对外交联关系及信号分析

2.2测试平台所实现的主要功能

2.3基于计算机的虚拟仪器测试系统

2.4测试平台的结构及分析

2.5本章小结

第三章硬件设计中的关键技术

3.1测试平台的硬件结构

3.2ARINC429总线传输的设计

3.2.1 ARINC429总线的定义

3.2.2 ARINC429总线传输的硬件实现

3.3模拟量采集的实现

3.3.1矩阵扫描卡的原理

3.3.2 PCL-730简介

3.3.3多通道切换的实现

3.4离散量的采集与输出

3.4.1离散量的采集

3.4.2离散量的输出模拟

3.4.3状态选择器的设计

3.5 RS232及RS422数据通信的实现

3.6抗干扰设计

3.6.1干扰

3.6.2干扰抑制技术

3.6.3计算机系统的抗干扰

3.7防差错设计

3.8本章小结

第四章软件设计中的关键技术

4.1 LabVIEW软件开发平台

4.2虚拟仪器自动测试系统的软件结构

4.3测试系统软件模块及用户界面设计

4.4仪器驱动层和DLL库的应用

4.4.1仪器驱动程序的组成

4.4.2问题的提出和动态链接库(DLL)

4.4.3 LaBVIEW中DLL文件的调用方法

4.4.4应用实例

4.5 VISA体系的应用

4.5.1 VISA标准

4.5.2常用VISA函数介绍

4.5.3应用实例

4.6系统测试功能的实现

4.6.1电源测试的实现

4.6.2大气机交联测试的实现

4.7综合显示器仿真器的设计

4.7.1综合显示仿真器的功能

4.7.2软件实现

4.8性能评估的软件设计

4.8.1位置、速度精度测试

4.8.2航向、姿态精度测试

4.9校准及误差补偿

4.10软件编写的注意事项及关键技术

4.10.1多任务的实现方法

4.10.2软件编写的一些注意事项

4.11本章小结

第五章故障检测的实现

5.1某型组合导航系统的故障分析

5.2地检信息在故障检测中的应用

5.3故障检测的实现

5.4本章小结

第六章基于专家系统的故障诊断理论研究

6.1故障诊断的过程

6.2故障诊断专家系统

6.2.1基于知识的故障诊断系统结构

6.2.2故障诊断知识的构成

6.2.3知识的获取

6.2.4基于知识的推理方法

6.3本章小结

第七章应用结果

第八章总结

攻读硕士学位期间发表论文及参加科研情况

参考文献

致谢