Стенд для проверки инерциальных навигационных систем
Устройство относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано при разработке инерциальных навигационных систем.
Основным функциональным узлом стенда является процессорная плата (вычислитель), управляющая работой остальных входящих устройств. Для хранения программ и долговременной информации в вычислителе установлена микросхема флэш-памяти от 2 Мбайт с поддержкой файловой структуры, а также имеется возможность наращивания памяти до 144 Мбайт. Вычислитель имеет супервизор (микросхема, отслеживающая сбои питания) и сторожевой таймер для исключения программных зависаний.
Стенд содержит также модуль адаптера интерфейса мультиплексных сигналов, модуль адаптера последовательного интерфейса, плату преобразователя аналог-код и блок контроля.
Предусмотрена защита внешних интерфейсов от статического электричества до ±15кВ.
Организация предлагаемого стенда позволяет надолго адаптировать его к современным требованиям, т.к. данная структура является гибкой, мобильной и с достаточным ресурсным запасом.
Предлагаемая полезная модель относится к области авиационного приборостроения.
На этапе наземной отработки и проверки инерциальных навигационных систем (ИНС) используется специальное технологическое оборудование - стенды.
В отечественном авиационном приборостроении широкое распространение получили каналы последовательного интерфейса по ГОСТ 18977-79 и РТМ-1495-75 изм.2 (отечественный аналог интерфейса по международному стандарту ARINC 429), а также мультиплексные каналы по ГОСТ 26765.52-87 (отечественный аналог интерфейса по международному стандарту MIL STD 1553В). Каналы с интерфейсом по РТМ-1495-75 являются однонаправленными и обеспечивают передачу данных со скоростью от 12000 до 100000 бит/с. Каналы мультиплексного интерфейса обеспечивают скорость передачи информации 1000000 бит/с и могут обслуживать до 31 системы одновременно. Ресурсы канала распределяет между "абонентами" специальное устройство - "контроллер".
Во многих отечественных и зарубежных устройствах для связи персональных компьютеров и периферийного оборудования применяются также каналы с интерфейсом EIA RS-232C (известный также как интерфейс CCITT V.24).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату из существующих аналогов является стенд "Унифицированное средство контроля инерциальных навигационных систем УСК ИНС", описанный в технической документации "ОАО РПКБ" 6Д2.703 007 РЭ. Стенд объединяет в своем составе комплекс технических и программных средств и предназначен для автоматизации контроля и проверки различных навигационных систем.
Данный аналог содержит персональный компьютер, цифровое печатающее устройство, модуль адаптера последовательного интерфейса по РТМ-1495-75 изм.2, плату преобразователя аналог-код, узел включения питания, разовых команд и индикации, а также блок контроля.
Недостатками данного стенда-прототипа являются относительно низкая скорость обмена информацией и недостаточное количество ресурсов.
Предлагаемая полезная модель позволяет существенно повысить функциональные возможности и качество информационного обмена, значительно увеличив ресурсы и скорость обмена, тем самым сократить затраты и повысить экономическую эффективность процессов разработки ИНС.
Для достижения данного технического результата в стенд, содержащий персональный компьютер (ПК), цифровое печатающее устройство (ЦПУ), а также модуль адаптера последовательного интерфейса (МА1) и плату преобразователя аналог-код (ПАК), взаимосвязанные с шиной интерфейса, узел включения питания, разовых команд и индикации (УВПРК), соединенный одновременно с МА1 и ПАК, а также блок контроля, соединенный с УВПРК, дополнительно введены процессорная плата, взаимосвязанная одновременно с ЦПУ, ПК и внутренней шиной интерфейса, а также модуль адаптера мультиплексного канала (МА2), взаимосвязанный с шиной интерфейса, причем второй вход МА2 связан с выходом УВПРК.
На фиг.1 представлена структурная схема стенда, содержащего: 1-ПК; 2-ЦПУ; 3-МА1; 4-ПАК; 5-УВПРК; 6-БК; 7-CPU; 8-МА2;
Сплошными линиями с двусторонними стрелками обозначены взаимные связи (входы-выходы), а сплошными линиями с односторонними стрелками обозначены однонаправленные связи. Фигурной стрелкой обозначена взаимная связь стенда с изделием.
Основным функциональным узлом стенда является процессорная плата CPU, по сути являющаяся вычислителем и управляющая работой остальных входящих устройств. CPU связана с внешним ПК по двум последовательным портам RS-232 и параллельному порту LPT1. Использование стандартного интерфейса RS-232 позволяет применять любой имеющийся ПК (от ноутбука до индустриальной станции) независимо от его внутренней шины, при этом не требуется применение дополнительной платы контроллера интерфейса RS-232, т.к. плата процессора уже имеет два порта RS-232. Кроме того, существующие возможности процессорной платы CPU позволяют, при необходимости, использовать и другие стандартные интерфейсы для связи с ПК, не требуя применения дополнительных плат контроллеров интерфейса. Для хранения программ и долговременной информации в вычислителе установлена микросхема флэш-памяти от 2 Мбайт с поддержкой файловой структуры, имеется возможность наращивания памяти до 144 Мбайт. Ресурсы внутренней памяти процессора позволяют использовать его также в качестве хранилища программных файлов с возможностью их последующей выгрузки в ПК, а это позволяет отказаться от комплектации рабочего места дополнительным магнитным носителем (дискеткой) с программно-математическим обеспечением (ПМО) стенда, т.е. позволяет высвободить ресурсы.
Для оформления результатов проверки в стенде имеется ЦПУ, связанное с процессорной платой CPU.
В отличие от устройства-прототипа, в предложенном стенде посредством введения модуля МА2 реализован информационный обмен по мультиплексному каналу, что позволяет существенно повысить скорость передачи информации. Модуль адаптера МА2 осуществляет сопряжение интерфейса шины с устройствами по резервированной магистрали согласно ГОСТ 26765.52-87 (MIL-STD-1553В). Обмен сообщениями проводится по двум мультиплексным каналам - основному и резервному. Программная установка адреса оконечного устройства при работе по мультиплексу выполняется путем выдачи 5-разрядного кода разовых команд.
Стенд также содержит модуль адаптера последовательного интерфейса МА1, плату преобразователя аналог-код ПАК, узел включения питания, разовых команд и индикации УВПРК, формирующий сигналы включения/выключения проверяемого изделия, выдающий в него команды управления и принимающий сигналы исправности, а также блок контроля БК - для мониторинга внутренних сигналов изделия через контрольный разъем.
Модуль МА1 организует обмен информацией с проверяемым изделием последовательным кодом в соответствии с ГОСТ 18977-79 и РТМ 1495-75 изм.2 (ARINC-429). Адаптер имеет четыре автономных входных канала связи и два автономных выходных канала. Имеется возможность коммутации каналов приемника на прием по восьми входным линиям связи, а одного из каналов передатчика - на выдачу по шести выходным линиям. Адаптер позволяет со стороны шины интерфейса осуществлять независимую программную настройку каждого канала последовательного кода по ARINC-429 на частоту и режим приема-выдачи и обеспечивает доступ к оперативному запоминающему устройству (ОЗУ).
Преобразование аналоговых сигналов с выходов преобразователя код-напряжение в параллельный двоичный код выполняет плата преобразователя аналог-код ПАК. Управление платой осуществляет вычислитель через интерфейсную шину.
Посредством узла УВПРК осуществляется формирование сигналов управления режимами и обеспечивается индикация текущих режимов с помощью индикаторов на лицевой панели.
Блок БК позволяет контролировать величину питающих напряжений, а также контролировать состояние проверяемого изделия.
Таким образом, на примерах реализации процессорной платы и адаптера мультиплексного канала показано достижение технических результатов.
Стенд для проверки инерциальных навигационных систем, содержащий персональный компьютер (ПК), цифровое печатающее устройство (ЦПУ), а также модуль адаптера последовательного интерфейса (МА1) и плату преобразователя аналог-код (ПАК), взаимосвязанные с шиной интерфейса, узел включения питания, разовых команд и индикации (УВПРК), соединенный одновременно с МА1 и ПАК, а также блок контроля, соединенный с УВПРК, отличающийся тем, что в него дополнительно введены процессорная плата, взаимосвязанная одновременно с ЦПУ, ПК и внутренней шиной интерфейса, а также модуль адаптера мультиплексного канала (МА2), взаимосвязанный с шиной интерфейса, причем второй вход МА2 связан с выходом УВПРК.
