基于PXI总线的便携式引进装备通用电路板故障诊断仪的设计

为提高引进装备的自主维修保障能力,针对引进导弹装备模拟电路板、数字电路板和数模混合电路板的特点,设计了适合各型板卡安装的安装平台,构建了基于PXI总线的一体化硬件诊断资源平台;运用基于电压/电流的复合故障诊断方法及深浅知识推理机相结合的故障诊断策略完成故障诊断;研制了一型便携式通用电路板故障诊断仪;该诊断仪系统结构紧凑,使用灵活,携带方便,能够有效完成引进导弹装备中的数字电路、模拟电路和数模混合电路快速、精确的故障诊断,诊断精度可定位至器件管脚。     

复杂模拟电路知识表示的关键技术研究

在装备中应用复杂模拟和数模混合电路,可大幅度提升装备性能,但同时对电路故障诊断提出了更高的要求;研究故障特征优选、测试节点优化等关键技术,实现了最优测试点集构造和基于故障特征提取的知识表示自动生成功能,可有效解决当前模拟和数模电路故障诊断存在的问题,提高故障诊断效率;采用典型装备电路的试验验证,实现了多类型知识表示的生成,并且所构造最优测试点集数量为全部测试点的32%,试验表明,所述技术具有很好的实用与推广价值。     

通用数字电路板自动测试系统设计

实现数字电路板的自动测试与故障诊断对于保证电子设备的安全运行具有重要的意义;为满足自动测试系统通用性、标准化、可扩展性的发展需要,采用标准化、模块化的设计平台,创建了基于动态功能测试为核心的数字电路板自动测试与故障诊断系统;构建了基于VXI总线的自动测试系统硬件平台,创建了基于“背板+构件”的可扩展通用软件平台;系统结构紧凑,使用灵活,易于实现对数字电路板快速、精确的故障诊断,其诊断精度可达元器件管脚级。     

基于LabVIEW与Multisim的火控系统半实物联合仿真方法

针对当前装甲装备火控系统电路组成与功能特点,对火控系统维修保养过程中的故障诊断方法与测试需求进行了研究,提出了一种火控系统半实物联合仿真方法,介绍了该仿真建模方法的设计思路与实现方法。该方法可充分发挥LabVIEW和Multisim软件的优势,通过半实物联合仿真的方法,以仿真模型代替部分或者全部火控系统部组件,能够很好地实现火控系统不同级别的电路功能模拟、故障复现,快速完成故障诊断分析,解决了当前装甲装备火控系统维修诊断设备通用性差、规范化程度低、开放性差,难以真实的模拟系统级、部件级功能、故障注入和故障检测等问题,为装甲装备火控系统故障诊断与测试设备开发提供了有效平台,为基层部队开展维修训练和维护保障提供了有效途径。     

基于多种群量子粒子群聚类的模拟电路故障诊断算法设计

为了提高传统模拟电路故障诊断算法的故障诊断精确度和故障诊断效率,设计了一种基于多种群量子粒子群聚类的模拟电路故障诊断算法。首先,采用多种群量子粒子群算法实现特征参数优化,将最优粒子中的非0维度作为选择的最优特征属性,得到最优特征选择集,然后采用马氏距离作为数据样本相似度的度量方式,设计了基于马氏距离的聚类方法实现对模拟电路的故障进行有效诊断,该诊断方法能在线样本不断增加的情况,自适应地增加聚类的个数即故障诊断的类别数,且无需训练参数。仿真实验表明,文中方法能有效实现模拟电路的故障诊断,尤其是能满足在线故障诊断需求,与其它方法相比,具有故障诊断精度和效率高的优点。     

基于免疫遗传算法改进的BP神经网络在灭火系统电路板故障诊断中的应用

针对装甲车辆灭火系统电路板规模较大,功能日趋多样与完善的同时,其复杂程度也日益提高,故障层次越来越多,故障现象与故障原因的映射关系更加复杂,组合故障频发,传统的故障诊断方法已不能满足灭火系统电路板故障诊断的要求。设计了基于免疫遗传算法优化的BP神经网络对灭火系统电路板进行故障诊断,并在免疫和遗传过程中保留了部分训练最优解。实现了神经网络收敛速度的提高,使用Matlab编程优化算法并完成了电路板仿真故障的诊断。通过实验验证了该诊断模型的准确性和可靠性,为电气系统通用检测设备的神经网络诊断方法实现提供了理论支撑。     

数字IO电路板的嵌入式测试性设计方案

近年来,随着DSP、FPGA等大规模集成电路的发展,电子系统的性能也在大大提高,但同时给电子系统带来了新的测试和故障诊断问题;为了解决电路板快速诊断维修问题,嵌入式测试正以全新的概念成为板级电路测试的研究方向;文中从嵌入式测试的基本概念出发,介绍了嵌入式边界扫描、非侵入式测试等先进的板级嵌入式测试技术,并阐述了模拟嵌入式测试性设计的难点和基础电路原则,同时给出了基于FPGA的嵌入式测试控制器设计方案;然后,面向数字IO电路板,针对其关键功能电路展开嵌入式测试性设计,简要说明了测试程序的开发与下载;根据测试验证结果,嵌入式测试性设计可以增强测试自动化、提高测试效率,从而能够更好地降低产品整个寿命周期的测试维修成本。     

基于Treelet变换的模拟电路故障诊断

针对模拟电路故障诊断中特征向量冗余的问题,提出一种基于Treelet变换的模拟电路故障诊断方法.Treelet变换是一种自适应的多尺度的数据分析方法,适用于对高维数据降维和特征选择。文中首先对被测电路的输出信号采样,将采集到的信号进行Treelet变换,提取故障特征向量,最后将得到的特征向量输入BP神经网络进行故障模式识别。仿真实验结果表明,该方法能够有效地提取电路故障特征。与其他故障特征提取方法相比较,基于Treelet变换的模拟电路故障诊断方法具有较高的故障诊断率和收敛速度。     

基于多区域代理的分布式故障诊断方法

军用大型复杂装备组成涉及多个子系统或多个装备,故障诊断涉及上百个分散测试点数据采集和分离模块的诊断推理。传统装备采用集中测试和诊断方法,配套测试系统结构设计复杂、系统故障诊断算法效率低。本文基于D-矩阵故障诊断原理,提出基于多区域Agent的分布式故障诊断结构模型和区域Agent数据协同、区域Agent测试结果仲裁等问题的解决办法,并以某型舰船装备为例,验证了基于多区域代理的分布式故障诊断技术的有效性。     

测控装备协同故障诊断系统研究

掌握地面测控系统的技术状态、尽快排除装备故障,是保证发射活动顺利实施的关键;根据测控装备的使用特点提出了协同故障诊断系统保障需求,针对装备的组成特点及结构原理,采用虚拟仪器技术、DataSocket技术、LabVIEW以及PXI总线系统架构,提出了基于故障树诊断和基于案例的故障诊断的专家系统,设计了基于故障树和故障字典双模式统一存储结构的信息库;最后,通过对装备外测频综机柜的故障诊断实例,对系统协同条件下故障树诊断进行了验证;结果表明系统满足功能设计要求,诊断结果可靠,人机交互友善,操作方便。     

多测点智能温度传感器设计

针对广泛应用的温度检测,设计了一种多测点智能温度传感器。该智能温度传感器将多个常规温度传感元件、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器连接起来,利用三维单片智能传感器结构集成在一块硅基片上,实现了三维集成多层结构。同时智能温度传感器利用信号幅度、变化趋势、多测点冗余故障判决和传感信息融合方法,在实现传感故障诊断的同时提高检测准确度。     

列车防滑器主机故障诊断系统设计

SAB型列车防滑制动系统应用于国内T型列车,数量多,为了提高列车防滑器主机故障检测和维修效率,针对SAB WABCO公司的SWKAS20C型列车防滑器主机,设计了元件级故障检测与定位专家系统。通过研究模拟电子电路故障诊断技术,设计了基于支持向量机的多故障分类器,用于主机模拟电路故障样本数据的训练和测试,并通过改进算法寻优向量机参数,提高了故障诊断的准确度。搭建了模拟列车运行环境的测试平台,用以模拟主机在多种状态下的故障模式;使用VS2010开发环境编写了MFC专家系统。     

一种便携式光电跟踪系统在线检测装置的设计与实现

某型光电跟踪系统在线检测是通过计算机模拟台实现的,而模拟台体积大、携带不便、安装复杂,为解决其在外场使用不便的问题,设计了一种便携式光电跟踪系统在线检测装置。该装置采用基于WinCE操作系统的ARM嵌入式平台,将工作状态检测分为一个系统级模块和多个部件级模块,可根据实际需要按模块进行检测,以此降低CPU的负荷及检测装置的功耗。通过实际验证,该装置能够对光电跟踪系统的详细状态实现实时在线检测,并准确地定位故障部位,达到快速修复故障的目的。     

基于电源电流和输出电压的模拟电路故障模型研究

基于模拟电路电源电流和输出电压的协同分析,研究了复数域的故障建模方法,提出了一种2D故障模型的数学表达式,该模型为复平面上的一簇圆轨迹。为了扩大故障轨迹之间的距离,在相同测量精度和元件容差条件下提高故障检测率和隔离率,进一步提出了3D复数空间的优化故障模型。两种故障模型都极大简化了测点选择算法和模拟故障状态仿真的复杂度,理论上对模拟电路单故障的覆盖率为100%。基于滤波器电路的实验仿真结果验证了两种故障模型的有效性。     

基于MDARM和VxWorks的小型无人机执行器故障检测方法

由于目前在小型无人机执行器故障诊断中存在着智能化程度较低,容易受到人为因素干扰,从而出现故障漏检等问题,难以满足小型无人机对飞行安全的要求。为此,本文提出一种基于多维数据关联规则挖掘(Multidimensional Data Association Rules Mining: MDARM)和VxWorks操作系统的小型无人机执行器故障诊断方法,通过建立执行器内部传感器测量的温度、压力、流速、力矩等相关变量的历史数据库,并对这些数据进行预处理,以避免带来噪声污染,并利用可测量参数与不可测量参数之间的关联性,建立故障诊断知识库,避免了诊断过程中的人为因素干扰,实现小型无人机执行器故障的精准测量。实验结果证明,这种方法能够有效地提高故障准确率64.7%,对小型无人机执行器的智能诊提供有效指导,应用前景广阔。     

基于案例和规则融合的民用客机故障诊断系统设计

目前很多工程应用中的飞机故障诊断方法,只考虑单一的基于案例或基于规则的诊断方法,故障诊断的效率有待提高。本文针对民用客机地面运营支持系统的特点和要求,将案例和规则融合的推理机制引入到飞机故障诊断系统的设计中。该方法采用规则推理为前导、案例推理后置补充的结合方式,最大化地利用飞机故障隔离手册知识和从维修记录中提取的案例知识,从而提高首次故障隔离效率、降低无效排故时间。以民用客机某系统的典型故障为例,阐述了该推理机制在故障诊断中的应用。通过历史飞行数据试验,验证了提出的基于案例与规则融合诊断方法的有效性,以此为基础设计的故障诊断方案可为航空公司构建更完善的专家系统提供参考。     

感应屏蔽型高温超导故障电流限制器测试系统

根据感应屏蔽型高温超导故障电流限制器的基本原理 ,研制了一套限流器动态性能测试系统 ,用于实时检测在额定状态和故障状态下限流器的电流、电压。详细地阐述了该测试系统的基本原理 ,给出了系统的软、硬件组成及实验结果     

基于温度修正模型的柴油凝点快速检测方法

便携式近红外光谱仪现场快速检测是近红外光谱分析领域的一个重要的发展趋势。为了实现快速检测,便携式近红外光谱仪一般不配备温控装置,因此环境温度的变化会带来较大的测量误差。如何降低环境温度对检测结果带来的误差,是便携式近红外光谱仪在现场快速检测领域大规模推广所需要解决的一个重要问题。柴油的凝点值是评价柴油品质和适用范围的一个重要指标,对柴油凝点进行快速检测有重要的经济意义。通过便携式光谱仪采集了50种具有不同凝点的柴油样品在近红外波段（950～1 650 nm）的吸收光谱,研究了环境温度变化下的基于近红外光谱分析的柴油凝点快速检测方法。此光谱仪为基于数字微镜设计的便携式光谱仪,针对现场快检而研发,未配备温控样品池。在环境温度T₀=25 ℃时基于偏最小二乘法建立了柴油凝点的预测模型,并分别将不同环境温度（T_E=-10,0,10,20,30,40和50 ℃）条件下测量的近红外光谱带入上述凝点预测模型,分析预测偏差随环境温度相对参考值变化(T_E-T₀)的依赖关系。通过一次函数对预测误差随环境温度的变化关系进行拟合,发现凝点预测偏差的平均值随环境温度的变化关系为Δｃ＝-0.019 8(T_E-T₀)。将环境温度的修正因子带入25 ℃条件下预测模型,建立了针对环境温度变化的温度修正模型。在温度修正以后,10 ℃条件下预测凝点的均方根误差由原来的14.6降为8.8,相关系数由原来的0.4提升为0.7。研究表明,本温度修正模型可以有效降低环境温度对预测结果带来的误差。基于此温度修正模型,可以显著降低近红外光谱分析建模过程的工作量,在某一特定温度条件下建立预测模型后将此温度修正项带入模型即可用于在其他环境温度条件下进行柴油凝点值的预测,而不需要在其他多个温度条件下分别建立预测模型,可显著提高建模效率和便携式近红外光谱快速检测的温度适应性。     

基于ISP器件的可编程变量程数字频率计的设计研究

用ispLSIl032设计了可编程变量程数字频率计逻辑电路，此电路适于工业控制领域的伺服系统和人们日常生活中对数字信号频率的测量．     

声波测井仪总线测试接口设计*

为了快速诊断国产声波测井仪或其短节的工作状态是否正常,设计了可与仪器或短节相匹配的总线测试接口电路。针对国产声波类测井仪器的所用总线,设计了Tool control bus(TCB)、High local bus(HLB)、Tool model bus(TMB)、Controller area network(CAN)等总线测试接口。其中TCB、HLB、TMB总线接口在FPGA芯片EP2C20Q240C8控制下实现,软件采用模块化的结构设计;CAN总线接口由单片机C8051F500控制实现。利用了设计的接口电路板,仿真实现了TMB总线的从节点功能,可测试仪器主控短节的工作状态。