微飞轮自动测试系统设计与实现

作     者：李彦成 

作者单位：杭州电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴秋轩

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：微飞轮 自动测试系统 人机界面 信号调理电路 Qt 数据库 

摘      要：微飞轮作为小型卫星在太空中调整姿态的执行机构,其性能会直接影响卫星的使用寿命。因此,在作为产品投入使用前,需要对微飞轮产品进行详细的功能和性能测试。为了解决传统的微飞轮测试实验中测试数据不精确、测试流程复杂、测试人员专业性要求较高等问题,研制一套自动化程度高、测试结果准确且易于操作使用的微飞轮自动测试系统尤为重要。对此,本文开展以下研究工作:(1)根据微飞轮测试需求,完成系统软件和硬件整体框架设计。自动测试系统基于降额设计和冗余设计的设计方法,结合模块化思想,将测试系统分为微飞轮电机筛选设备、单板测试设备、整机测试设备三个子系统。通过对微飞轮自动测试系统的硬件模块和软件功能的分析,完成了系统的总体框架设计,并对关键实验的流程进行了分析。(2)完成微飞轮自动测试系统的硬件系统设计与集成。首先,完成微飞轮电机筛选设备的硬件选型与设计,包括电机驱动器、系统电源、数据采集卡、电量传感器等模块;其次,完成微飞轮单板测试设备的硬件整体架构设计,重点对信号复用电路和隔离采样电路进行了设计;最后,完成微飞轮整机测试设备的硬件选型与系统集成。(3)完成微飞轮自动测试系统软件设计。通过分析自动测试系统结构和微飞轮实验,基于面向对象编程和模块化思想,完成软件系统整体架构和通用模块设计。针对各子系统实验项目的具体特点,完成各子系统具体模块的实现,主要包括人机交互界面、设备通信与控制、数据处理、报表生成等模块。(4)完成自动测试系统测试与实验。首先,完成自动测试系统中关键硬件电路的功能和性能测试,以保证信号采样或调理的精确性和稳定性;其次,完成软件实验功能测试,包括关键实验项目流程测试和长时间运行稳定性验证;最后,验证系统异常保护功能,保证系统能够有效监测被测设备的异常情况并提供及时有效的硬件和软件保护。本文研究的微飞轮自动测试系统已通过实际项目验证,在微飞轮产品的生产过程中,系统可以快速准确地完成相关测试实验,其功能与性能均达到设计指标要求,能够有效完成微飞轮产品在各个阶段的自动测试任务。