用 LabVIEW 做故障注入：把起落架的「危险试验」变成可重复流程

2026/10/29 19:59:17

起落架收放控制是飞机的 A 级功能：收放手柄给出指令，控制单元解算位置、驱动液压电磁阀，接近传感器回报起落架是否到位。为了满足安全性要求，这类系统普遍采用双余度架构，两个控制单元主备运行、逻辑同步。

也正因为是 A 级功能，它的故障必须被测到。最常见的两类故障是：电感式接近传感器（温度变化会让线圈电阻和磁导率漂移，导致误报远离、误报接近）和电磁阀（供电异常、开路、短路过载）。

人工在真机上制造故障，危险、不可重复，覆盖率也没法量化。这套系统换了个思路：把故障做成信号，在测试环节「注入」进去，让被测系统以为真的坏了。

双余度起落架收放控制系统：两个控制单元主备运行，接近传感器与电磁阀是主要故障点

机箱里是嵌入式控制器，配 24 路隔离数字 IO、16 路单刀单掷继电器、RS485/232 通讯卡和 ARINC429 卡。所有电缆用双绞屏蔽，屏蔽层良好搭接，输入输出加 LC 低通滤波——因为系统要同时和大量传感器、电磁阀、采集卡打交道，电磁兼容必须先做扎实。

接近传感器有四种故障：开路、误报远离、误报接近、短路过载。它们必须互斥，不能同时出现，否则测出来的结果没法归因。系统给四类故障排了优先级——开路最高，依次往下，软件按优先级调度，配合硬件电路，保证任何时刻只有一种故障生效。

电磁阀则由 RS485 设定可编程直流电源的输出电压，注入供电异常；开路与短路过载同样互斥。注入的时刻和持续时间都可以在界面上改，不用改硬件。

四类接近传感器故障的注入结果：实线是注入后的信号，虚线是原始信号

第一，把时序和互斥逻辑画出来。故障注入的顺序、优先级、持续时长，在程序框图里就是一条条线和一个状态机，评审时不用读代码，看图就能确认逻辑对不对。

第二，PXI 板卡的驱动开箱即用。继电器、隔离 IO、串口、ARINC429，LabVIEW 里都有现成的驱动 VI，配置比写寄存器快得多，也少了很多底层坑。

第三，界面就是测试台。实时曲线、故障记录、测试回放都在同一个前面板上，操作人员不需要再开别的软件。

在双余度系统上跑了多种工况，按优先级分级注入两类信号，测试覆盖率不低于 95%，整个过程可重复、可追溯。对这类安全关键系统来说，「可重复」比「测得快」更重要——同一个故障，今天和下周注入，结果必须一致。

把故障做成信号，危险试验就变成了可重复的软件流程。

故障注入不是新概念，难的是把它做得安全、可控、可归因。图形化的价值也在这里：时序、互斥、优先级这些最容易出错的地方，恰好是 LabVIEW 最擅长表达的地方。

本文根据公开论文整理，已隐去单位、人名与型号信息，只保留技术内容。

标签：labview, LabVIEW程序, 知识, 事件结构

最新新闻