測(cè)試性建模及優(yōu)化設(shè)計(jì)仿真

實(shí)驗(yàn)一測(cè)試性建模及優(yōu)化設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鉁y(cè)試性模型定義和結(jié)構(gòu)；掌握測(cè)試性建模的一般方法；3.掌握使用TEAMS軟件進(jìn)行測(cè)試性建模。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)式計(jì)算機(jī)一臺(tái)。2.安裝有TEAMS軟件。3.安裝有Matlab軟件。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合油量測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，建立油量測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)試性相關(guān)矩陣。使用TEAMS軟件建立油量測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)試性相關(guān)矩陣，并計(jì)算出測(cè)試性模型的診斷方案，并畫(huà)出故障診斷樹(shù)。在建立模型的基礎(chǔ)上編寫(xiě)信息熵算法的Matlab程序，計(jì)算出測(cè)試序列，并畫(huà)出故障診斷樹(shù)，并與TEAMS軟件得出的結(jié)果進(jìn)行比較。四、 實(shí)驗(yàn)原理1.測(cè)試性模型的定義根據(jù)被測(cè)系統(tǒng)的功能框圖和信號(hào)流向關(guān)系將系統(tǒng)劃分成多個(gè)模塊，畫(huà)出模塊間的信號(hào)流向圖。每個(gè)模塊代表一個(gè)需要測(cè)試的功能點(diǎn)，在模塊間的信號(hào)流向通道上可添加測(cè)試點(diǎn)。假定被測(cè)對(duì)象每個(gè)功能點(diǎn)有故障和正常兩種狀態(tài)，在同一時(shí)間最多只有一個(gè)功能點(diǎn)發(fā)生故障。假設(shè)被測(cè)對(duì)象共有m個(gè)功能點(diǎn)和n個(gè)測(cè)試點(diǎn)，分別用F=[F0匚…FJ和T=[T0T]...Tn]表示各個(gè)功能點(diǎn)的狀態(tài)集合和測(cè)試點(diǎn)集合，其中F0表示整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)。每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的代價(jià)可能是不全相同的，可以用矢量C=[C0C1.CJT表示各

個(gè)測(cè)試點(diǎn)的代價(jià)。系統(tǒng)各個(gè)功能點(diǎn)的故障率則用矢量P=[P0P]…Pm]T表示。其中P0表示系統(tǒng)正常的概率。這樣，就可以建立測(cè)試點(diǎn)和功能點(diǎn)間的相關(guān)矩陣模型，如下表所示：表1相關(guān)矩陣模型PP0P1TOC\o"1-5"\h\zt t F~PP0P1F 1 2 n-C C C-F d1 d cT0 01 02 0nF d d d1 11 12 … 1nFdd dP m m1 m2 mn m-模型中的元素d..表示第j個(gè)測(cè)試點(diǎn)與第?i個(gè)功能點(diǎn)狀態(tài)F.的相關(guān)性，即當(dāng)ij iT能測(cè)試F.時(shí)，d??為1，否則為0。j i ij在建立相關(guān)性矩陣模型后，需對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化。如有相同列，則說(shuō)明兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)的測(cè)試效果是一樣的，只需選用其中一個(gè)測(cè)試費(fèi)用較少的測(cè)試點(diǎn)，并在模型中刪除另一測(cè)試點(diǎn)所在的列。如果有相同行，則說(shuō)明這兩行的故障狀態(tài)是無(wú)法區(qū)分的，應(yīng)將這兩種故障狀態(tài)合并，在模型中用一種新故障狀態(tài)替換這兩種相同的故障狀態(tài)，相關(guān)性取值不變，故障率為原來(lái)兩種故障率之和。測(cè)試點(diǎn)優(yōu)化的目的是要使所有測(cè)試過(guò)程的期望代價(jià)最小，即：TOC\o"1-5"\h\zminJ=近彈C>P(F) (1)S i=o〔j=1P[jJ .其中，P.表示用于隔離故障狀態(tài)F.的測(cè)試序列，IP」表示測(cè)試序列P.的容量。i i i i2.油量測(cè)量系統(tǒng)BUC-44A結(jié)構(gòu)和功能分析油量測(cè)量系統(tǒng)BUC-44A主要由傳感器、指示器、電氣盒、油量指示轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和警告信號(hào)裝置等組成，其信號(hào)交聯(lián)關(guān)系圖如圖1所示。

「指示器轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)*交流測(cè)*「指示器轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)*交流測(cè)*量電橋隨動(dòng)電

機(jī)指示機(jī)I油量傳感器組A放大器油量傳感器組B放大器副油箱油量傳感器組直流27Vr*油量指示轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)卜副油箱模擬卜|控制機(jī)構(gòu) ；副油箱掛架

微動(dòng)開(kāi)關(guān)交流—115V400HZ~1直流27Vr*油量指示轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)卜副油箱模擬卜|控制機(jī)構(gòu) ；副油箱掛架

微動(dòng)開(kāi)關(guān)交流—115V400HZ~1剩油警告液面?zhèn)鞲衅?>剩油警告信號(hào)燈滿(mǎn)油警告液面?zhèn)鞲衅?>滿(mǎn)油警告信號(hào)燈副油箱滿(mǎn)油液面?zhèn)鞲衅?>副油箱滿(mǎn)油信號(hào)燈副油箱500升滿(mǎn)油液面?zhèn)鞲衅?>副油箱500升滿(mǎn)油信號(hào)燈電氣盒L警告信號(hào)裝置圖1電容式油量表系統(tǒng)信號(hào)交聯(lián)關(guān)系圖傳感器包括電容式液面高度傳感器和液面觸點(diǎn)傳感器。其中，電容式液面高度傳感器將油箱油量的變化轉(zhuǎn)換為電容的變化，用于測(cè)量剩余油量，液面觸點(diǎn)傳感器則在油箱液面變化到指定高度時(shí)，輸出電壓信號(hào)，用于發(fā)送剩油等警告信息。指示器主要由交流測(cè)量電橋、隨動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、指示機(jī)構(gòu)等部分組成。交流測(cè)量電橋由橋臂變壓器、固定電容、平衡電位計(jì)等組成，用于測(cè)量電容，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，另外它還將115伏交流電轉(zhuǎn)為27伏直流電，并提供給電氣盒中的放大器使用。隨動(dòng)電機(jī)經(jīng)過(guò)減速器帶動(dòng)指示器的指針和平衡電位計(jì)移動(dòng)。轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)用來(lái)轉(zhuǎn)換測(cè)量總油量、主油量和副油量。指示機(jī)構(gòu)由指針、刻度盤(pán)等組成，用于指示油量。電氣盒由信號(hào)放大器和副油箱模擬控制機(jī)構(gòu)兩部分組成。信號(hào)放大器將交流測(cè)量電橋輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大。副油箱模擬控制機(jī)構(gòu)用于在飛機(jī)拋掉某一副油箱時(shí)（連同傳感器拋掉），為了防止因無(wú)傳感器而造成副油箱油量零刻度指示失調(diào)，將模擬副油箱的電容接入電路，保證副油箱測(cè)量系統(tǒng)指示零位。油量指示轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用來(lái)控制油量測(cè)量系統(tǒng)的三種工作狀態(tài)，這三種狀態(tài)分別為“主”、“總”、“副”狀態(tài)，指示器在這三種狀態(tài)中分別顯示主油量、總油量和副油量。

警告信號(hào)裝置主要包括剩油警告裝置，主油箱滿(mǎn)油警告裝置和副油箱的滿(mǎn)油及500升滿(mǎn)油信號(hào)裝置。五、 實(shí)驗(yàn)步驟1.分析飛機(jī)油量測(cè)量系統(tǒng)各個(gè)功能單元之間的信號(hào)交聯(lián)和它們可能發(fā)生的故障，添加測(cè)試點(diǎn)。根據(jù)對(duì)油量測(cè)量系統(tǒng)BUC-44A的結(jié)構(gòu)和功能分析，可以劃分出系統(tǒng)的故障單元和測(cè)點(diǎn)，如圖2所示。I指示器I指示機(jī)；廠(chǎng)L17*交流測(cè)+量電橋(S。)隨動(dòng)電機(jī)(S10)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(s7)放大器指示機(jī)；廠(chǎng)L17*交流測(cè)+量電橋(S。)隨動(dòng)電機(jī)(S10)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(s7)放大器(s9)副油箱油量傳感器組(s3)油量傳感器組A(S])油量傳感器組B(s2)H副油箱模擬忡控制機(jī)構(gòu)(s6)剩油警告信號(hào)燈(S」?jié)M油警告信號(hào)燈(S15)副油箱滿(mǎn)油信號(hào)燈(s17)副油箱500升滿(mǎn)油信號(hào)燈(s,)--............_▼，p“19“交流 115V400HzI 電氣釦警告信號(hào)裝置剩油警告液面?zhèn)鞲衅?S12)滿(mǎn)油警告液面?zhèn)鞲衅?S電氣釦警告信號(hào)裝置剩油警告液面?zhèn)鞲衅?S12)滿(mǎn)油警告液面?zhèn)鞲衅?S14)副油箱滿(mǎn)油液面?zhèn)鞲衅?s』副油箱500升滿(mǎn)油液面?zhèn)鞲衅?sj用TEAMS軟件畫(huà)出飛機(jī)油量測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并將測(cè)試點(diǎn)添加進(jìn)去，如圖3所示。

油晶專(zhuān)感器袒A2TP78TP9ATP87566D?由呈指示轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)s4副油箱掛架微動(dòng)開(kāi)關(guān)s5TP5了由呈傳感器覽E；s2■■■■■■■-■■■8in油晶專(zhuān)感器袒A2TP78TP9ATP87566D?由呈指示轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)s4副油箱掛架微動(dòng)開(kāi)關(guān)s5TP5了由呈傳感器覽E；s2■■■■■■■-■■■8in0D:\TEAMS3B?Aircraft_Fuel_System\Aircraft_Fuel_System-TEAMS-DesignerFileEditViewAnalysisReportsFormatToolsHelpBUC-44ATP6際器AG115言號(hào)萍TP4電器盒BUU44叩］AiFcraftJuei.System|圖3油量測(cè)量系統(tǒng)的TEAM