18-航空机载电子设备故障诊断技术浅析(胡礼勇)

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1、第二十四届（2008）全国玄升机年会论文航空机载电子设备故障诊断技术浅析胡礼勇高丛春从冬栋温丽俊（61902部队）摘要：本文根擱现阶段航空机载设备故障诊断的需要，对电子电路诊断技术和电子设备诊断技术的优缺点进行剖析，对故障诊断的研究趋势进行了展望，对今后工程实践具有一定的指导意义。关键词：机载电子设备故障诊断引言为适应现代信息条件下作战需求，确保在复朵电磁环境下収得信息战的优势，各种作战平台装备的电子设备特别是机载电子设备愈來愈复朵，对提高航空兵部队作战性能起着至关重要的作用，但同吋也为设备的维护和保养增加

2、了难度。传统的维护模式是对测试后的设备根据其测试结來，依靠维护人员的经验来对■设备进行故障定位，其定位的准确与否在很大程度上取决于维护人员对设备的熟练程度。随着新一代机载设备装备部队，机载电子设备通常包括通信、雷达、电子侦察和电子干扰等多种设备，装备保障人员短期内很难完全熟练掌握所冇机载电了设备的各种性能。现代计算机技术和自动化测试技术的发展，为判断航空电子设备的技术故障提供了良好的手段，使设备的测试和故障诊断做到智能化、自动化，具冇测试速度快、精度高和故障检测率高等优点。1电子电路故障诊断所谓电子电路故障

3、诊断技术，就是根据对电子电路的可及节点或端口及其它信息的测试，推断设备所处的状态，确定故障元器件部位和预测故障的发生，判断电子产品的好坏并给出必要的维修提示方法。1.1数字电路常'见故障分类和诊断的基木方法数字电路设备中一个元器件、一个电路或设备的物理故障是千变万化的。为了研究故障电路或设备的影响，诊断故障的位置，必须对故障作一些分类，选择最典型的故障,这个过程称为故障的模型化。数字电路设备中常见的模型化故障主要有：固定型故障、桥接故障和暂态故障。数字电路的故障诊断包括故障检测和故障定位。目前主要诊断方法启

4、：穷举测试法、伪穷举测试法和测试码生成法。1.2模拟电路故障的诊断方法现实中冇关模拟电路故障诊断的理论与方法远落后于数字电路的故障诊断，主要廉因是模拟电路的非线性特性、连续性和元器件的容差等因素给故障的建模分析造成了诸多不确定因素，出现了对模拟电路的设计能力远人于对其故障诊断的能力。早期的模拟电路故障诊断方法上要有用网络分址法作故障定位、用伴随网络法作故障定位和用故障诊断定理作故障定位等二种故障定位方法。这三种经典方法的主要缺陷是将模拟电路近似为线性网络，用成熟的线性系统理论来解决非线性问题，而且这种方法计

5、算复杂，对分析对象的参数和拓扑结构有较强的依赖，不利于工程实现。近年来，随着非线性系统理论的发展，模拟电路的故障诊断理论与方法取得了长足的进步，具有代表性的方法有：a用分段线性法进行非线性模拟电路的故障诊断，它是基于线性系统理论的故障诊断方法在非线性系统中的延拓。b基于谐波平衡法的非线性模拟电路的稳态分析和故障诊断，该方法广泛地用于强非线性模拟电路的数字仿真与设计。c基于Volterra级数和广义频谱响应函数的非线性电路的稳态分析和故障诊断，该方法特别适合于弱性非线性模拟电路的分析与仿真。d基于Lyapun

6、ov指数的非线性模拟电路的故障诊断，它应用混沌方法对一个变周期的多谐振荡器的输出信号进行处理，利用数据替代法牛成电路故障诊断数据，这种方法对被测对象的拓扑结构和测试数据长度的依赖性不强，比其它的故障诊断方法具有很大优势。2电子设备故障诊断技术电了设备故障诊断技术主要包含三方面的内容：故障检测、故障隔离、故障辨识。从本质上讲，故障诊断技术是一个模式分类与识别问题，即把系统的运行状态分为正常和异常两类，判别异常的信号样本究竟属于哪种故障，这又属于一个模式识別问题。现冇的故障诊断方法，概括起来可分为三大类。2.1

7、基于信号处理的方法所谓基于信号处理的方法，通常是利用信号模型，如相关函数、频谱、自回归滑动平均、小波变换等，直接分析可测信号，提取诸如方差、幅值、频率等特征值，从而检测出故障。主要有基于小波变换的方法、基于信息融合的方法、基于白适应滤波器方法和基于Kullback信息准则方法等。a小波变换方法。小波变换是-•种时-频分析方法，具有多分辨分析的特性，不需要对象的数字模型，非常适合非平稳信号的或异性分析，且对输入信号的要求低，计算量不人，基于小波变换的方法可以区分信号的突变和噪声、故障检测灵敏准确，克服噪声能力

8、强，但在人尺度下会产生时间延迟，且不同小波基的选取对诊断结果有影响。b主元分析方法。主元分析是一种有效的数据压缩和信息提取方法，该方法可以实现在线实时诊断，一般应用于大型的、缓变的稳态工业过程的监控。主元分析用于故障诊断的基本思想是：对过程的丿力史数据采用主元分析方法，建立止常情况下的主元模型，一旦实测信号与主元模型发生冲突，就可判断故障发生，通过数据分析可以分离出故障。c利用6算了和利用kullback信息准则