基于FMECA的某型雷达系统故障分析

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1、军械工程学院学报JournalofOrdnanceEngineeringCollege基于FMECA的某型雷达系统故障分析关孟亚峰蔡金燕王格方（军械丁程学院光学与电子工程系，石家庄（）50003）摘要：故障模式、影响及危害性分析（简称FMECA）是提高系统可靠性的一种有效的工具。在雷达系统故障分析中运用FMECA方法，通过计算机辅助程序实现了故障分析的预测分析和定量分析。与传统的故障分析方法相比，该方法能够避免分析中的盲目性和主观性，可以获得更为准确的分析结果。关键词：FMECA;故障分析；可靠性；雷达中图分类号：TN95

2、6文献标识码：A学科分类代码：TN文章编号：1008-2956（2000）04-0020-04随若新型雷达的不断列装，雷达装备的复杂程度越来越高，为保证其可靠运行，故障分析是一个必不可少的重要环节。故障分析分为事前分析和事后分析。传统的事后分析是装备在使用过程中发生故障后，工程技术人员凭借自己的经验和理论知识，并借助必要的检测设备，完成故障诊断，找出故障原因。这种方法已经很难适应新装备的要求，迫切需要把事前分析引入到装备的故障分析中，事前分析是指在产品的设计过程中的预测分析，如进行可靠度预计、故障模式影响及危害性分析（Fa

3、ilureMode,EffectandCriticalityAnalysis,简称FMECA）、故障树分析（FTA）等。从而把装备的固有可靠性和故障分析有机地结合起来，提高故障分析的准确度和效率，保证装备的可靠运行和完好率。本文介绍FMECA法在雷达系统故障分析中的应用。FMECA失效模式分析（FMA）、失效影响分析（FEA）和失效危害性分析（FCA）三种分析方法的总称，是一种自下而上的分析方法，通过用危害度进行定量分析。FMECA法主要包括：查清已知的和潜在的失效模式，分析其原因和后果，估计其危害程度，采取改进措施，以提

4、高整个系统可靠性。1雷达系统RBD框图为了描述雷达系统中各了系统的工作情况、相互影响及相互依赖关系，以便可以逐层分析故障模式产生的影响，需要建立可靠性（RBD）方框图，RIH）方框图表明各子系统之间可靠性的关系。通过RBD框图对组成雷达的各了系统进行故障分析，明确其故障对系统更高一•层性能的影响。某型雷达系统RBD框图如图1所示，从可靠性意义出发，组成雷达结构的发射、接收、天控、显示和电源子系统均为串联框图如图1所示，从可靠性意义出发，组成雷达结构的发射、接收、天控、显示和电源子系统均为串联结构。接收子系统中前置放大器、木

5、机震荡器、混频器、中频放大器、检波器等各单元也均为串联结构（由于篇幅所限，只画出了接收机的前置放大器部分）。显示器4（）及5（）是冗余（主动）装置、本机震荡器20A2及20A3是冗余（备用）装置，属于并联结构。2系统FMECA的计算在RBD图的基础上,要对系统进行FMECA分析,首先要了解组成其结构的各种元器件的故障率以*国家自然科学基金项目（项口编号:69971026）收稿日期:200（）-07-11孟亚峰穷力•蓼御生硕士研究生讲师图1雷达的可靠性框图示例及该元器件典型的故障模式及相应的故障模式频数比。各种电子元器件的故

6、障率心可通过可靠性预计得到，可以需耍根据实际情况加以修正。故障模式频数比勺表示元件将以故障模式丿发生故障的百分比,该元件所有故障模式对应的勺值的总和等于lo故障影响概率伤是分析人员根据经验判断得到的,它是系统以故障模式丿发生故障而导致系统任务丧失的条件概率。ft的值通常按如下规则进行定量估计:系统任务实际丧失,0产1；系统任务很可能丧失,0.1<^<1；系统任务有可能丧失,0<^<0.1；系统任务无影响,伤=()。在此基础上:定义元器件m的故障模式丿对系统的危害度C〃"：式中心为元器件川的故障率；叽为元器件加在故障模式丿时

7、的故障模式频数比；％为元器件加在故障模式丿时的故障影响概率，也就是如果该元器件发生丿型故障时导致系统发生故障的概率。系统危害度G可按下式计算：c.=££sw=1j-1式中丫川为系统中所有元器件数之和；X；为元器件加所有故障模式之和。有了元器件的故障率、对系统的故障影响概率及相应的故障模式频数比，就可以对系统的危害度进行具休计算。对具有一定规模的系统来说，通常需要进行大量计算及大量的数据存储，为此，笔者专门编制了FMEGA危害度的计算机辅助程序，具有分析简便、准确、直观性好的特点。在程序中把系统输出与各种设计参数联系起来，使

8、每个元器件能以一种模式发生故障，这样便可计算每种模式对系统的危害度。根据提示依次选择有关元件的名称、故障模式、故障率、严酷度等参数，如果认为系统给出的故障率和严酷度不合适，自己可以根据实际情况进行修改、足义，从而实现FMECA的自动足量计算,并且可以输出FMECA的分析结果。3实例分析雷达是一种以电子设