基于PLC的无人机起落架综合测试系统设计

统供 电。直接操 作触摸屏 ，可 以实现对Ｐ Ｌ Ｃ 的控 制 。相应 的监控 界面 可 以通 过状态 显示 开关 ，指示灯 ， 以及 数字 显示框等显示各 个操作系统 的运 行状态 。同时也在Ｉ ／ Ｏ 口 配 有相应 的开 关 ，可 以通 过对 开关按 键 的操 作完 成相应
・１ １ ６・ 电子世界
源 为Ｐ Ｌ Ｃ 、触摸屏 的 电源 、输入及输 出供 电 （ 注 ：该起落 架刹车及 收放控制 器模块 的供 电电压为２ ８ Ｖ Ｄ Ｃ ）。通过
统 、起落 架收 放系 统、充气 泵 、真 空泵 以及相 应 的内部
照 明等 部分组成 。常规操作时 ，通过 外接２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ 为系统
【 关键词 】 无人机；Ｐ Ｌ Ｃ；刹车；收放 ；软件设计； 硬件设计
的功能 ，进而形成双余度备份 ［ １ ０ ］ 。
１ 引 言
无人 机在 国 内和 国际得 到 了快 速发展 ， 由于其具 有
灵活机动 、高时效性 、低成本、低损耗及监测能力强、覆 盖范围广等优 点，在 军事和 民用方面 的应用 日趋广泛［ ２ ］ 。 地面测试设备是无人机系统的重要 组成部分 。随着 “ 无人 机 系统 ”概念 的不 断深入 和 “ 六 性 ”设 计被 广泛要 求 ， 地 面测试 设备不 再是 配套 附属地位 ，已经 成为 衡量 一套
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｏ Ｎ Ｉ Ｃ Ｓ ＷＯ Ｒ Ｌ Ｄ・ 技 术 交 流
基于Ｐ Ｌ Ｃ的无人 机起落架综合测试系统设计
中国航 天 空气动力技 术研 究院测控技术事业部 梁凤麒 嵇治 刚 王 丽雅 丛 晖 牛志朝
【 摘要 】 针对无人机起落架地面测试的现状 ， 采用集成化设计的思想， 基于可编程控制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ） 设计 了一套新型多功
能起 落架综合测 试 系统 。该 系统可 以通过 可视 化界 面， 实现对无人机起 落架 的刹 车测试 、收放路 径测试 以及 自动收放
测试 ，同时还具备 为起 落架轮 胎充气 ，管路抽 真空等功 能。提 高了起 落架 系统地 面测试的 集成度 和 自动化程 度 ，改善
了 目前 无 人 机 地 面测 试 的现 状 。
２ ． １ 电源 系统设 计
起落 架地 面综合测 试 系统 。该系统 能够满 足无人 机起落 架系 统 的刹 车测试 、收放路径 测试 、收放疲 劳测 试 以及 轮胎充气等功能 。
由于该 设备用 于外场 测试 ，工作 环境 相对恶 劣 ，本 设 计 中针对 可 能存在 的供 电不足等情 况 ，采取 应急 电源
提 供所 需 电源 ，应 急状态 时 ，蓄 电池做 为应 急 电源 为系
蓄 电池为飞机轮胎的充气泵提供 所需１ ２ Ｖ 直流 电，为刹车
管路抽真 空的真空泵所 需２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ 直接 由外供 电 。在应 急状态 下 ，系统采 用容量为 ６ ９ Ａ ｈ 的１ ２ Ｖ 蓄 电池 为应急 电 源 ，通过逆变器将 １ ２ Ｖ Ｄ Ｃ 转变为２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ ，从而为 整个 系 统提供所 需 的２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ 电源 。其 中 ，２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ 与逆变 器之 间采用交流接触器 隔离 。交流接触器在 外接 ２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ 时线 包工作 ，将逆变 器隔离 ，在２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ 突然 断 电是 自动切换
方 案 。具体 的 电源 系 统构 架如 图２ 所 示 。该 电源 系统 工 作 分为两个状态，常态情况下 由２ ２ Ｏ Ｖ Ａ Ｃ 市电提 供系统所 需电源 。通过Ａ Ｃ － Ｄ Ｃ 模块 分别转化成２ ４ Ｖ Ｄ Ｃ 、２ ８ Ｖ Ｄ Ｃ 的电
２ 测试系统硬件设计
本系统主要 由触摸 屏 、Ｐ Ｌ Ｃ 及三个 通讯模块 、刹 车系
应用 ［ 。 ］ ［ ４ ］ ［ ｓ ｊ ［ ６ ］ 。本文针对无人机 起落 架地面测试 的需求 ， 研制 了一套 基于欧姆 龙Ｃ Ｐ １ Ｈ 系￣ Ｉ Ｊ Ｐ Ｌ Ｃ 和Ｎ Ｂ ７ 系 列触 摸屏 的
图１无人机起落架地面测试 系统框 图
欧姆 龙 Ｃ Ｐ １ Ｈ 系￣ ｉ Ｊ Ｐ Ｌ Ｃ 结构 紧凑 、外形精美 ，维护便 捷 ：具有 中断输入 功能 ，凭借 指令 的高速处 理 ，有 助 于 整个 装置 的高速化 ； 串行 通信 功能 ，可 以根 据选 项板任 意选择 ２ 个端 口、Ｒ ｓ 一 ２ ３ ２ Ｃ 、Ｒ Ｓ 一 ４ ８ ５ ；扩 展性超 群 ，可 以 使用Ｃ Ｐ Ｉ Ｗ 系列 、ｃ Ｊ 系 列 的单 元 。满 足本项 目对 于通信 功 能 的需求 。其中的Ｃ Ｐ １ Ｈ — Ｘ ４ Ｏ Ｄ Ｔ － Ｄ 为 晶体 管漏型Ｐ Ｌ Ｃ ，输 入 ２ ４ 点，输 出１ ６ 点 ，为本论文选 定的机 型。
无 人机 系统保 障性 的重要 部分 ［ “ 。无人机 起落 架系 统是 无人机 的重要 部分 ，在无 人机地 面支撑 、滑 跑 、起 飞 以 及 降落 等过程 中扮 演重要 角色 。因此 ，研制 一套 高可靠
性 、高集成 性的起 落架 系统地面 综合测 试设 备对于 无人 机的发展具有重要的意义 ［ ８ ］ ［ － ０ ｌ 。 可编程控 制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ ）具有抗干扰 能力强、工作可靠 性高 、体积 小 、编 程 方便 、修改容 易等特 点 ［ ３ ］ ，随着 电 子技术 的发展，Ｐ Ｌ Ｃ 由原 来的简单 的逻辑控 制，逐步具备 了计 算机 控制系 统 的功 能 ，在 工业控 制 中获得 了广 泛 的