作者刘永智、安思危、王纪森等撰写的研究论文题为“飞机液压铁鸟试验台测试系统研究（Research of Measurement System for Airplane Iron Bird Hydraulic Test-bed）”，发表于《机床与液压（Machine Tool & Hydraulics）》期刊，2015年8月，第43卷第16期，并拥有DOI编号10.3969/j.issn.1001-3881.2015.16.042。论文探讨了飞机液压铁鸟试验台测试系统的设计与发展，分析了不同测试系统的优缺点，并结合特定型号无人机液压铁鸟试验台测试需求，提出了优化设计方案，同时对未来测试系统的发展趋势进行了展望。

研究背景与目标

液压铁鸟试验台是飞机地面测试中的重要设备，其测试系统的精度直接关系到飞机飞行和降落过程的安全性。作为一项复杂的地面检测技术，它在飞机液压系统可靠性、安全性、维护性及经济性方面发挥关键作用。然而，由于铁鸟试验涉及多条测试回路，设备分散且试验过程难以管理，这些问题极大地增加了测试系统的研发复杂度。

目前，国内外针对飞机液压铁鸟试验台的研究文献多围绕其精度和实时性展开。尤其针对无人机，其液压系统设计较传统飞机更加复杂，存在电磁兼容性高、适航性新增试验要求复杂等问题。研究旨在满足这些特殊需求，通过提高测试精度、响应时间、数据采集频率及扩展性等方式，构建适用的测试系统原型。同时分析测试未来发展趋势，为后续研究提供参考。

测试系统的组成

飞机液压铁鸟试验台测试系统由以下核心组成部分协同运行：

控制子系统

控制子系统的核心是一台功能全面且具备人机交互功能的控制计算机，用于发出操作指令并控制受试设备（例如试验台启动、起落架收放、机载油泵转速调节等）。

数据采集子系统

数据采集子系统由工控机、多功能信号调理器、采集板卡以及其连接电缆构成，主要用于实验过程中设备参数和环境条件的高精度数据采集。

实时监控子系统

实时监控子系统负责对试验全过程进行监控，并在控制系统出现异常时，以报警提示方式通知试验人员。通过上述协作，整体系统通过硬件设备与数据架构的结合，实现了对实验过程的精确管理。

数据采集与分析

数据采集的核心要求

采集数据的准确性至关重要，直接影响测试系统的可靠性。这取决于传感器的测量精度、采集设备性能和信号调理电路设计。在对数据采集器的选择方面，需要综合考虑以下技术因素：数据通信接口、数据存储能力、首读率、防震结构及价格等。

两种常见数据采集器的性能对比： 1. Agilent 34972A 数据采集器：具有较高的兼容性和扩展性，可方便地连接到PC端；扫描速率高达250通道/秒，售价为1.4万元。 2. PCI-1760 采集板卡：采样速率高达100kHz，支持PWM（脉冲宽度调制）输出功能，具备强抗噪性能，但需要专用PCI插槽接口，价格更低（约2000元人民币）。

针对特定无人机液压系统的测试需求（如电动液压泵启动电流测量、压力监控、油温与流量记录、PWM波模拟等），研究选用了采样频率高、兼容性强的PCI-1760采集板卡作为核心设备。

数据调理电路设计

系统必须具备抗干扰能力，以减少复杂工业现场中电磁干扰对测试系统的影响。因此，设计过程中引入滤波、电磁屏蔽和接地技术，以确保数据处理的稳健性。

通信模块的设计

实时性是测试系统的重要目标之一。论文对工业以太网和LXI（LAN eXtensions for Instrumentation）总线技术的特性进行了详细对比：

1. 工业以太网（Ethernet）：基于TCP/IP协议，具有较强的互操作性和资源共享能力，适合于传输距离长、速率高、数据量大的场景。但由于其通信机制存在非实时性，难以满足响应时间的高精度需求。

2. LXI总线：一种新型仪器平台，支持网络消息触发和IEEE1588时钟同步触发，时间精准性极高（延迟控制在10纳秒内）。其高实时性特性非常适合用于分布式测试系统中。

论文在此基础上提出了混合设计策略：对于实时监控，采用LXI总线技术；而对于数据回放和分析等对实时性要求较低的场景，优先采用工业以太网技术。

软件平台开发

针对操作系统与测试需求，论文比较了C++ Builder 6.0与LabWindows/CVI两种主流开发平台：

1. C++ Builder 6.0：拥有丰富的组件库和较高的扩展性，编程灵活、兼容性强，适合复杂架构的模块化开发。

2. LabWindows/CVI：提供了针对数据采集分析和显示的高效工具，内置强大的函数库，能够快速实现测控任务开发，特别适合虚拟仪器的创建。

根据无人机测试系统对适航验证的高扩展性与强功能需求，论文最终选择了LabWindows/CVI开发平台。同时引入虚拟视景系统（用OpenGL或Vega构建3D模型），实现飞机及配件动作流程的实时可视化。

测试系统的应用与成果

基于上述框架设计的无人机液压铁鸟试验台测试系统，成功实现了飞行阶段的液压模拟与控制。在某型号飞机的地面测试与适航验证任务中，该系统已完成上千次试验，累计运行超过600小时，其性能指标多次证明具有高可靠性和交互性。此研究对工业自动化测试、航空液压系统设计及其实施具有广泛实用价值。

研究的意义与未来发展

随着工业以太网和LXI总线技术的普及，飞机液压系统测试系统的发展呈现出智能化、实时化、高灵活性和可视化趋势。作者展望，未来可通过引入ARM和DSP处理器，取代传统工业控制计算机（工控机），从而降低设备成本并提高系统轻便性和灵活性。这种技术演进将为航空工业面临的新挑战提供更为高效的解决方案。

总体而言，本研究在液压测试系统的设计和实现方面取得了重大进展，包括对高实时性通信模块的选取、针对复杂工业条件的数据采集优化方案、灵活性强的软件开发平台选择，以及对无人机特殊适航需求的实际验证。研究不仅提高了液压铁鸟试验台测试系统的技术水平，也为后续相关研究提供了重要理论与实践参考。