软件用户手册

密别 非密标记 导引头综合测试系统软件用户手册ZCP101000C1.1RWD3页共 17 北 京 航 空 航 天 大 学2014年8月 导引头综合测试系统软件用户手册ZCP101000C1.1RWD3 编 写 校 对 审 核 标 检 批 准 会 签： ZCP101000C1.1RWD3 1 引言1.1 标示本软件项目名称为导引头综合测试系统，该软件适用导引头综合测试设备是导弹生产线专用设备，用于在常温状态下对导引头的主要功能进行定量检测。本文档配置标识为ZCP101000C1.1RWD3，版本号为1.0，发布号无。1.2 系统概述导引头综合测试系统是一个以计算机为控制中心的自动化测试设备，在硬件平台的基础上充分发挥软件的控制作用，完成被测产品的电参数性能的定量检测，并保存相应的测试结果。因此，软件在测试系统中起着灵魂的作用，它的好与坏直接关系到整个测试系统性能发挥。本测试软件设计基于软件工程的设计思想，采用自顶向下、分层设计的方法，结合层次化，模块化思想编写而成，具有界面友好、人机互动强、操作简单方便、自动化程度高等特点。综合三轴转台用于在常温范围内导引头测试。该转台具备以下功能：a) 能定速转动并满足指标要求；b) 能够精确的定位及正反向达位；c) 能对外输出位置和速度信息；d) 能够接收远程控制计算机的控制指令并按照指令运转。1.3 文档概述本软件用户手册叙述了本软件所能实现的功能及运行环境以便使用者了解本软件的使用范围和使用方法，本文档为秘密级文件。2 引用文件GJB438B-2009 军用软件开发文档通用要求GJB2786A-2009 军用软件开发通用要求3 软件综述3.1 软件应用导引头综合测试系统主要用于在常温状态下对导引头的主要功能进行定量检测。其中综合三轴转台控制软件主要用于对转台进行控制，从而实现对导引头在常温环境下进行定量检测。3.2 软件清单导引头综合测试系统软件源程序包括包括子函数文件. cs、动态链接库文件和测试记录卡模板. xls。其中三轴转台控制软件源程序包括子函数文件、动态链接库文件。3.3 软件环境3.3.1 导引头综合测试系统软件运行所依赖的硬件、软件资源a) 工控机设备考虑到测控计算机的实际测试任务以及今后的系统扩展，选用NI公司PXI总线的3U 8槽机箱PXIe1042Q，除去嵌入式控制器、多功能采集卡、图像采集卡、422通讯卡外，还剩下4个插槽可供将来硬件扩展。1) PXI8119控制器的主要技术指标：2) 2.3 GHz四核Intel Core i7-3610QE处理器 (单核Turbo Boost模式下最大3.3 GHz)3) 标准配置为4 GB (1 x 4 GB DIMM) 单通道1,600 MHz DDR3 RAM, 最大为8 GB4) 6个高速USB端口、2个千兆以太网端口、GPIB、串口和其他外设5) In-ROM内存和硬盘诊断6) 已安装Windows OS和驱动; 基于硬盘的修复b) 软件环境导引头综合测试系统软件是在MS Windows XP上，使用VS2005开发设计。整个软件系统采用模块化设计，用户可以任意选择和组合测试项目：设计友好的人机交互界面，方便用户操作使用。 c) 硬件环境AD多功能卡、图像采集卡、RS-422卡、朝阳电源。3.3.2 三轴转台部分控制软件运行所依赖的硬件、软件资源a) 工控机设备考虑到计算机的实际测试任务以及今后的系统扩展，选用研华公司的工控机IPC610E。b) 软件环境：三轴转台控制软件运行在Windows XP+ RTX6.5环境下，使用VC6开发设计。整个软件系统采用模块化设计，用户可以任意选择和组合测试项目：设计友好的人机交互界面，方便用户操作使用。c) 硬件环境控制卡、角编码板、422卡3.4 软件环境和操作概述3.4.1 软件逻辑部件及用途 从逻辑功能上导引头综合测试系统软件分为以下几个部件： a) 登陆界面：登陆用户名和密码； b) 用户管理界面：管理用户信息； c) 自动测试界面：对测试系统进行自动测试； d) 图像采集界面：进行图像采集以及对整个系统进行综合测试； e) 添加任务界面：添加任务或者接收MES任务； f) 状态监视界面：对测试状态进行监视； g) 参数回放界面：对采集到的图像和422参数进行回放； h) 测试结果管理界面：根据产品号查看测试结果及生成记录卡； i) 帮助界面：对系统的使用方法进行说明； j) 数据上传界面：上传表头信息和测试结果信息； k) 校准界面：进行设备校准； l) 端口配置界面：对测试所需硬件进行端口配；m）磁盘释放界面：将本地磁盘数据转移到外置磁盘里；n）查看422发送数据界面：查看系统向目标发送的422数据。3.4.2 监控措施导引头综合测试系统软件在运行过程中实时的显示被测项目的操作及状态信息。包括：电源状态显示、测试项目状态指示显示、出错警告显示。3.4.3 三轴转台控制软件程序启动时即可进入用户操作程序主界面。程序主界面如图 所示。图 1 转台控制软件主界面其中主界面由8个区域组成，如图 所示。1是装饰区，2是工作状态显示区，3是运动参数显示区，4是运动轨迹显示区，5是按钮控制区，6是本地控制操作区，7是控制模式操作区，8是状态监测区。其中每个区域的内容及操作方法分别介绍。图 2 三轴转台控制软件主界面构成简图3.4.3.1 装饰区包括设备名称“三轴转台”，研制单位“中国航天科工二院23所”，航天图标。3.4.3.2 工作状态显示区工作状态显示区用于显示转台运转状态，包括：a） 系统正常指示灯，正常：绿色； 故障：红色；b） 紧急停机指示灯，急停：红色； 正常：灰色；c） 高压指示灯， 加电： 绿色； 断电：灰色；d） 功放故障指示灯，正常：绿色； 故障：红色；e） 顺一限位指示灯，限位:红色 正常：灰色f） 逆一限位指示灯，限位:红色 正常：灰色3.4.3.3 运动参数显示区方位轴运动参数实时显示区包括：方位轴的角位置、角速度和角加速度。刷新频率为300ms。3.4.3.4 运动轨迹显示区运动轨迹区：可显示方位轴的运动轨迹。显示屏可同时显示500个轨迹点，采样间隔为300ms。3.4.3.5 按钮控制区按钮控制区包括控制三轴加电、断电的按钮，系统自检按钮、数据采集按钮，以及退出按钮。a） 高压加电断电按钮：转台系统处于本地模式且正常工作时，方位轴电机的加电、断电功能通过软件来实现。点击按钮区左侧的高压加电断电按钮，向伺服控制器发出加断电指令，等待伺服控制器返回状态后，若加电成功则“工作状态显示区”的“高压加电”指示灯由灰色变为绿色；若断电成功则“工作状态显示区”的“高压加电”指示灯由绿色变为灰色。加电好后，程序操作主界面如图 3所示。图 3方位加电成功后程序主界面b） 数据采集按钮：程序启动后，转台方位轴的角位置、角速度和角加速度都可以保存下来。当需要获取这些数据时，停止转台运动，点击数据采集按钮，弹出如图 所示文件保存对话框，默认的文件名为系统当前时间的年、月、日、时、分、秒和后缀“.xls”所组成(如2013-06-12-09-09-09.xls),当然也可以由用户在文件保存对话框的文件名编辑框中填入其它文件名。数据导出成功后，即可生成一个Excel文件。打开Excel文件，对数据进行相应处理。每一个参数最大可保存500000个点，超过后从1开始重新占用数组，数据采样时间为1ms。图 4数据保存对话框c） 退出按钮：停止转台运动后，通过点击退出按钮实现退出控制程序。退出控制程序前最好先使设备回零并且将方位电机断电。如果退出前没有通过加断电按钮将方位电机断电，退出时软件会自动实现方位电机的断电。3.5 意外事故以及运行的备用状态和方式导引头综合测试系统软件在运行过程中如果出现意外事故，如产品断电、非法操作、测试结果异常等，用户可以点击该界面中右上方红色停止按钮紧急停止，该按钮将实现测试软件终止操作的功能。三轴转台控制软件在运行过程中如果出现意外事故，如产品断电、非法操作、测试结果异常等，用户可以点击该界面中左下方高压断电按钮紧急停止，该按钮将实现控制软件终止操作的功能。3.6 保密性和私密性本文件为秘密文件，软件由配置管理库统一管理，文件的出入库应按照相应的密级文件审批制度进行3.7 帮助和问题报告本软件由北京航空航天大学编制，同时配置有一系列文档（包括：软件方案设计、软件设计说明书、软件用户手册）对软件进行说明，使用过程中可以通过查阅相关文档对软件进行进一步了解，也可以通过与软件设计人员进行沟通获得软件的详细信息。其中，三轴转台控制软件由北京无线电测量研究所编制，同时配置有一系列文档（包括：软件方案设计、软件设计说明书、软件用户手册）对软件进行说明，使用过程中可以通过查阅相关文档对软件进行进一步了解，也可以通过与软件设计人员进行沟通获得软件的详细信息。4 访问软件4.1 软件的首次用户4.1.1 熟悉设备软件安装使用的设备如下：a) NI PXIe-1042Q机箱：b) NI PXIe-8119控制器c) 图像采集卡；d) RS-422卡；e) SPI卡f) CPCI7040数据采集卡。高低温单轴转台控制软件安装使用的设备如下：a) 研华机箱IPC610E：b) 控制板c) 角编码板；d) RS-422板卡；4.1.2 访问控制本软件为秘密软件，该软件由配置管理库统一管理，文件的出入库应按照相应的密级文件审批制度进行。4.1.3 安装和设置运行导引头综合测试系统软件之前需要安装的软件包括：导引头综合测试系统安装程序、图像卡驱动程序、CPCI7040数据采集卡驱动、RS-422板卡驱动、office办公软件等。运行三轴转台控制软件之前需要安装的软件包括：三轴转台控制软件安装程序、RS-422板卡驱动、office办公软件等。4.2 启动过程启动导引头综合测试系统软件后首先进入自检界面，自检界面主要完成对电源、板卡等硬件设备进行检测，如果所有硬件设备检测正常，将直接进入登录界面，系统通过用户的信息与用户输入的信息进行比较，如果验证正确，将进入系统软件的主界面，用户可选择自动测试或手动测试完成对该测试产品的测试。测试完毕后，所有测试项目的测试结果将自动保存到数据库中，用户可以在生成报表界面中对测试结果进行查询，生成报表和数据上传。三轴转台控制软件随操作系统进行启动，默认为遥控状态，若系统有故障，则在界面显示的同时上报上位机。4.3 停止和挂起工作在导引头综合测试系统软件运行过程中，如果某项测试项目的测试结果出现异常，系统软件将产生报警来提示操作人员，要求操作人员进行处理。如果操作人员没有及时处理，软件将自动跳过该测试任务，进行下一个测试任务。待所有该项目所有测试项测试完毕后，系统软件自动断电，等待用户进行其他操作。5 使用软件指南5.1 能力导引头综合测试系统软件用于在常温状态下对导引头的主要功能进行定量检测，每个部分的功能如下：a) 用户登录模块：能够判断用户名和密码是否匹配，并能够添加用户及修改密码功能。每个用户名都有相对应的密码，只有当用户名跟密码相匹配时才能进入测试系统；b) 用户管理模块：能够创建用户、修改密码、删除用户；c) 自检模块：能够对设备中设备电源、产品电源和数据采集卡进行自检，并显示自检结果；d) 添加测试任务模块：添加测试任务、接收服务器传来的任务ID，刷新测试状态以及选择试验台检测、发射前检测或者自动检测等测试功能；e) 自动测试界面：对测试系统各个测试项进行自动测试，并保存测试结果；f) 图像采集界面：进行图像采集以及对整个系统进行综合测试，包括对气源的操作等；g) 状态监视界面：对测试状态进行监视；h) 参数回放界面：对采集到的图像和422参数进行回放，以及对回放参数的进一步处理；i) 测试结果管理界面：根据产品号查看测试结果及生成记录卡，以及保存删除等操作；j) 帮助界面：对系统的使用方法进行说明，以及注意事项；k) 数据上传界面：通过网口上传表头信息和测试结果信息至远程端；l) 校准界面：进行设备校准，包括电源，各种板卡的校准；m) 端口配置界面：对测试所需硬件进行端口配置；n) 查看422发送数据界面：查看系统向目标发送的422数据。5.2 约定为了保证导引头综合测试产品的正常测试或使用，被测产品或测试设备具有以下约定：a) RS-422通信约定；b) 产品加电、断电约定；c) 电源测试时序约定；d) LVDS通信约定。5.3 处理过程双击桌面“导引头综合测试系统”软件图标，首先进入登录界面，系统通过配置文件中用户的信息与用户输入的信息进行比较，如果验证正确，将进入设备自检界面，进行设备自检。自检完成后进入界面选择界面，可以选择进入添加测试任务界面。首先添加测试任务，填写产品编号、测试产品号、测试环境、测试者等完整的任务信息，也可接收一个MES任务。填写产品编号后可以查看该产品的测试进度。添加任务完成，用户可以选择进入手动检测或者自动测试。测试过程中，如果出现错误，则会提醒测试人员是否跳过该测试任务。如果测试人员没有及时做出选择，程序将自动跳过该测试任务，进行下一个测试任务或者结束测试。每当一个测试任务完成，程序提示是否保存测试数据，等待测试人员进行选择。如果在一定时间内没有选择，则会自动存储。测试完成后，测试人员可以选择数据查看数据界面，查看测试数据。也可以选择数据上传界面上传测试数据。导引头综合测试系统软件为用户提供一键完所有项目的测试，用户只需要在测试前测试卡中填写被测产品编号，和测试者等信息，然后点击开始测试按钮，软件将自动按照设定的流程完成被测产品各个参数指标的测试。待被测产品测试项目测试完毕后，需要把测试者、测试时间、测试类型、测试结果保存到指定的数据库中。5.4 相关处理导引头综合测试系统软件为用户提供一键完成所有项目的测试，用户只需要在测试前测试卡中填写被测产品编号，和测试者测试时间等信息，然后点击开始测试按钮，软件将自动按照设定的流程完成被测产品各个参数指标的测试。5.5 数据备份待被测产品测试项目测试完毕后，需要把测试者、测试时间、测试类型、测试结果保存到指定的数据库中。5.6 错误，故障和紧急情况时的恢复在导引头综合测试系统软件运行的过程中，如果出现错误、故障和紧急情况是，用户可以通过软件测试界面做上角导引头上电按钮停止产品供电，也可以按下测试设备上的产品电源按钮直接终止对产品供电。5.7 消息导引头综合测试系统软件消息包括：自检成功或失败消息、登录成功或失败消息、MES测试任务接收成功或失败消息、是否保存数据处理消息、保存测试结果成功或失败消息、测试错误等地处理消息等。5.8 快速引用指南导引头综合测试系统软件没有使用任何快速引用指南。5.9 三轴转台控制软件使用指南5.9.1 能力三轴转台控制软件是转台的控制核心，可以实现转台的各种运动控制。5.9.2 本地操作5.9.2.1 用户输入的各参数的含义：为了帮助用户更好的控制转台的运动，下面首先介绍“本地控制操作区”中由用户输入的各参数的含义。图 5本地控制操作区a) 定位模式参数如图5所示，“红色矩形框”标识的参数为“定位参数”，共有3个参数。1) 目标角：即用户需要将转台的各个轴控制运转到的角位置，不能超过方位轴的运动范围(各个轴的运动范围参见三轴转台方案设计)；2) 定位速度:指定转台各个轴运行到目标角的角速度。该参数的范围为0.5/s 150/s，不区分正负； b) 速度模式参数如图5所示，“绿色矩形框”标识的参数为“速度参数”，共有1个参数。速度:指定转台各个轴运行的速度。该参数的范围为0.5/s 150/s， 区分正负，正值表明顺转，负值表明逆转。c) 扇扫模式参数如图5所示，“蓝色矩形框”标识的参数为“扇扫参数”，共有4个参数。1) 初始速度(%)：指定各个轴回到初始位置的速度，该参数的范围为0.5/s 150/s，不区分正负;2) 扇扫速度(%)：指定各个轴进行扇扫运动时从起始角到终止角的速度，该参数的范围为0.5/s 150/s，不区分正负;3) 起始角(度):指定各个轴进行扇扫运动的起始角，不能超过各个轴的运动范围；4) 终止角(度):指定各个轴进行扇扫运动的终止角，不能超过各个轴的运动范围。d) 正弦模式参数如图5所示，“黑色矩形框”标识的参数为“正弦参数”，共有3个参数。1) 幅值()：指定施加于各个轴的正弦位置信号的幅值;2) 频率(Hz)：指定施加于各个轴的正弦位置信号的频率，该参数不区分正负;3) 中心点(度):指定各个轴进行正弦摆动时的中心位置。假设用户所设置的正弦参数的幅值、频率和中心点分别为A(单位)、f(单位Hz)和C(单位)，则输入的正弦信号具有如下的形式：以上三个参数的设置要同时满足如下要求：1) 由最大加速度可知2) 由最大速度可知3) 由运动范围可知e) 三角模式参数如图5所示，“黄色矩形框”标识的参数为“三角参数”，共有3个参数。1) 中心点():指定各个轴进行三角摆动时的中心位置；2) 速度(/s)：指定各个轴进行扇扫运动时从起始角到终止角的速度，该参数的范围为0.5/s 150/s，不区分正负；3) 周期(s):指定各个轴进行三角摆动时的周期。假设用户所设置的正弦参数的中心点、速度和周期分别为C(单位)、V(单位/s)和T(单位s)，则以上三个参数的设置要同时满足如下要求|C|+V*T/4|=905.9.2.2 控制转台运动：首先通过点击 “控制模式操作区”的“本地控制”单选按钮经将转台控制器转入本地控制模式。在本地控制模式时转台运转前要先设置各个轴的运动模式和运动参数。通过单选按钮可选择方位轴的运动模式，有位置方式、速度方式、扇扫模式和正弦模式共四种选择。当上层和下层同时选择为“扇扫”按钮时，系统自动进入上下层转台联动扇扫的运动模式。下面以上层做扇扫运动为例说明。上层转台做扇扫运动步骤：a） 三轴转台系统加电后，系统正常的情况下，“状态监测区”的左下角会有“提示:系统正常工作”信息，如图 所示，表明系统工作正常。此时，点击“按钮控制”区的“方位加电”按钮给方位的电机加电，加电成功则“工作状态显示区”的“方位加电”指示灯由灰色变为绿色；b） 方位加电成