史刘阳 皮天鹏 刘杰 何光强

摘要：设计了一种基于MFC（C++类库）的某型装备液压伺服组件测试设备。该设备具备自动测试功能，同时保留了手动测试功能，用于实时监测液压伺服组件性能测试过程中的电压、电流、频率等一系列性能参数，并能对输出的低频小信号进行滤波、曲线拟合等处理，测试结果直观、迅速，可靠性高，极大提高了液压伺服组件的自主保障能力和测试效率，为产品评定提供了有效的数据依据。

关键词：MFC；
测试设备；
液压伺服组件

Keywords：MFC；
detection system；
hydraulic servo module

0 引言

某型导弹液压伺服组件是电液控制的伺服运动机构，由具有力反馈二级伺服阀控制的推挽作动筒组成，通过调节经功放放大的伺服阀输入差动电流，对注入俯仰、偏航两个通道作动筒的液压油的流量变化进行控制，每个通道由一对作动筒完成推挽工作，从而控制作动筒的活塞轴向移动，再通过活塞推挽转化成天线的角速度运动。液压伺服组件用于测量导弹与目标的相对速度、导弹—目标的视线角速度和视线转动角速度，是整个导弹正常工作的重要保证。

对该组件进行大修时，原测试设备为手动设备，测试过程由操作人员手动进行，测试结果均需人工确认。由于测试项目多，且测试过程需实时调整示波器、万用表、频率特性分析仪等设备，导致整个液压伺服组件单枚测试时间达40min。为提高生产效率，对现有测试方式进行升级改造，设计自动测试设备。

1 硬件设计

通过分析液压伺服组件的工作原理及技术指标，构建液压伺服组件自动测试设备，设备组成如图1所示。设备能够单独对部件进行测试，满足组件维护检测的要求。

测试设备主要测试项目包括：消耗电流、颤振信号检测，压力继电器性能检测，天线偏角、极性测试，传递系数、过渡时间和去耦系数测试等，测量参数包括消耗电流、跟隨电压以及陀螺解调电压。消耗电流通过电流测试模块测试，跟随电压和陀螺解调电压通过电压测试模块经低通滤波后计算得到。颤振信号由于存在干扰，频率测试模块中包含自相关函数滤波器，经滤波处理后得到频率。继电器控制模块主要通过PCIe-1816输出的数字信号控制测试设备控制信号的传输，进而控制伺服组件的工作状态。转台为液压伺服组件中陀螺的性能测试提供精确的空间坐标定位、精密的角速率以及角加速度测试基准，用于模拟液压伺服组件的目标跟踪模拟。

2 软件设计

2.1 软件总体架构

软件采用Visual C++6.0编程工具在Windows操作系统下开发，数据库系统采用Microsoft Access数据库。Visual C++作为功能强大的可视化应用程序开发工具，是编程技术人员广泛采用的面向对象的开发工具，其开发软件具有灵活和效率高等优点，而且其访问数据库的技术成熟，功能强大。设计中采用ODBC编程接口访问数据库，可为应用程序访问关系型数据库提供一个统一的接口，使用该标准接口无需关注数据库管理系统的具体细节，开发过程简单、便捷。由于选用的PCIe-1816数据采集卡与PCI-1721输出卡的I/O通道都符合I/O端口规范，提供了多个可用地址，通过基地址能够确定其他地址，因此在应用前需要先确定一个基地址。结合硬件设计，可以用GetData（）函数实现对PCIe-1816指定端口数据的读取，用Write（）函数将数据写入指定端口。

软件模块的设计包含设备校准、自检、任务选择以及数据保存操作等，功能如图2所示。自检是对伺服组件偏转到指定角度电压的检测；
数据保存是将测试过程中采集卡采集的数据保存到指定位置，供后期查看；
设备校准是定期对设备进行校准；
任务选择里包含12项液压伺服组件性能测试项目，操作人员通过点击不同的表单进行性能测试。

2.2 软件流程

通过由计算机、转台、数据处理系统及各种外设组成的计算机控制与数据处理系统，利用计算机技术进行控制和测量，实现自动化测试。

计算机接收到采集卡传来的数据后，自动启动文件处理线程，按照一定的规则判别数据的有效性，测试结果按照工艺规定生成报表。测试项需要定性判断时，操作人员进行测试后，根据反馈的数据自动判断测试结果是否满足工艺要求；
测试项需要定量判读时，计算机按照工艺流程自动处理数据，并将数据存入报表，有效避免了现场的违规操作。软件控制流程如图3所示。

3 程序运行

按照现场操作人员的实际需求，结合液压伺服组件本身特点，设计软件界面如图4所示。主程序的设计包含数据通信、数据接收、界面刷新、状态指示、数据存储、数据报表、控制使能、状态控制和退出等操作。

测试过程中计算机能够自动将液压伺服组件产生的数据分类保存，存储的文本大小由采样频率和采样长度决定。数据报表界面包括组件号、测试时间、测试人员姓名、测试项目、指标范围以及结果等参数，其中“电位计回零”按钮是将液压伺服组件的工作状态转为发射前零位，并重置所有继电器。

当操作人员点击测试界面中的测试按钮时，计算机根据不同的测试项目设置不同的采样时间、采样长度、采样频率等参数，并自动调用数据处理函数。主界面上包含了12个表单，每个表单代表液压伺服组件测试项目，测试人员只需点击测试项目界面中相应的测试按钮即可。

4 结束语

本文设计了一套基于MFC的液压伺服组件自动测试系统，该设备人机交互友好，可实时显示液压伺服组件的工作过程，为操作人员提供了分组件运行状态的监视和控制窗口界面，满足了分组件基地级维修的要求，实现了装机前的性能测试，测试平台工作稳定，性能良好，已用于液压伺服组件性能测试以及故障定位。使用结果表明，该测试设备状态稳定、工作性能良好，大大提高了液压伺服组件的测试效率，缩短了装备修理周期，降低了对维修人员的要求，具有较大的经济效益。

参考文献

[1] 张志鑫.基于信号源与频谱仪的相位噪声测试软件设计[J].国外电子测量技术，2012，31（3）：65-67.

[2] 彭顺堂，耿向卫，倪发军，等.基于PXI总线的某装备自动测试系统[J].四川兵工学报，2008，29（5）：6-7.