基于樹分析法航空相機故障診斷技術(shù)研究

摘要可見光膠片型航空相機是為新型戰(zhàn)術(shù)偵察機配備的偵察設(shè)備．相機工作時惡劣的載機條件和環(huán)境條件，會引起相機產(chǎn)生各種故障，因此對航空相機故障診斷技術(shù)的研究尤為重要摘要可見光膠片型航空相機是為新型戰(zhàn)術(shù)偵察機配備的偵察設(shè)備．相機工作時惡劣的載機條件和環(huán)境條件，會引起相機產(chǎn)生各種故障，因此對航空相機故障診斷技術(shù)的研究尤為重要本文采用故障樹分析原理，找出系統(tǒng)全部可能的失效狀態(tài)，確定了相機潛在設(shè)計缺陷和危險，利用故障樹定性分析法對整個相機進行了故障診斷分析，列出電控系統(tǒng)故障樹最小割集，確立了航空相機電控系統(tǒng)所有故障因素，并以此為依據(jù)設(shè)計了配套的航空航空相機檢測系統(tǒng)采用智能化虛擬儀器理念的ATE原則進行設(shè)計，所有檢測資源由PCI0442可達到芯片級。該檢測系統(tǒng)可以快速有效的對航空相機進行故障檢測，縮短捧故時間、增9關(guān)鍵詞：故障診斷航空相機Aerocaraeraiswhichfortheailpla醒．Thea蛐p椰ofcircumstance啪kindsriseaffFocamerafaulLSothereseaz℃hOndet枷ontechniqueisveryinlp棚Thispaperusefault佃∞analy面sand腳outslate,th∞pot衄tialdesigndanger啪analysis鋤be印makeout．FailureAerocaraeraiswhichfortheailpla醒．Thea蛐p椰ofcircumstance啪kindsriseaffFocamerafaulLSothereseaz℃hOndet枷ontechniqueisveryinlp棚Thispaperusefault佃∞analy面sand腳outslate,th∞pot衄tialdesigndanger啪analysis鋤be印makeout．Failuretotheresearchofofaeroeame札Theael'OCalll蹦aanalyzedminimalofdrive-by-wiresystem啪systemofgoLThispaperaeroeamera．TheoveralldesignofofATE．Allreso粼m-computerofpcl04伽曲byindustrialaredistributedbydemandofcandetectwhethercircuitboardsdetectin晷worV【iIIgpanel．ThedeUx垴agpBci鱺on啪c鋤detectanddetectingfault．Inaddition,itcanincreasethedi蒯∞ofclearingtheoverall矗aeroeamer亂 d既ofARINC-429andemulatecommunicationbetweellairplaneonthe本人鄭重聲明：所呈交的碩士學(xué)位論本人鄭重聲明：所呈交的碩士學(xué)位論文，《基于故障樹分析法的航空相障診斷技術(shù)研究》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以二作者簽名；垂，跫——年一長春理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文作者繇強年一月一)指導(dǎo)導(dǎo)師簽名；左砬避——L§1．1課題的來像信息，在航空遙感技術(shù)中起著舉足輕重的作用．§1．1課題的來像信息，在航空遙感技術(shù)中起著舉足輕重的作用．航空相機在使用的過程中會出現(xiàn)故障，這些故障來源于相機自身情況、載機條件、對航空相機的故障診斷技術(shù)的研究就變得尤為重要．§1．2故障診斷技術(shù)的發(fā)展階§1．2．1常規(guī)診斷階常規(guī)診斷階段以傳感器技術(shù)和動態(tài)測試技術(shù)為基礎(chǔ)，以信號處理技術(shù)為手段，主要研究如何獲取信息并進行變換處理和特征分析，借此實現(xiàn)設(shè)備的診斷。傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，使診斷技術(shù)可以利用振動、噪聲、力、溫度、電、磁、光，射線等信息實旌診斷，并由此產(chǎn)生了設(shè)備診斷的振動診斷技術(shù)、噪聲診斷技術(shù)、聲發(fā)射診斷技術(shù)、光譜診斷技術(shù)、無損檢測診斷技術(shù)、紅外和熱成像診斷技術(shù)等新型診斷技術(shù)．信號分析與數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了狀態(tài)空間分析診斷、對比診斷，函數(shù)診斷，邏輯診斷、統(tǒng)計診斷和模糊診斷等新的診斷算法和方法。但是可以說，檢測手段和信號分析、數(shù)據(jù)處理方法構(gòu)成了這一階段設(shè)備診斷技術(shù)的主要研究和發(fā)展內(nèi)容，它仍然是一個信號檢測與數(shù)據(jù)§1．2．2智能診斷到特征提取，從狀態(tài)識別到故障分析。從干預(yù)決策到維修計劃都實現(xiàn)了知識化，達到了信號檢測、數(shù)據(jù)處理與知識處理的統(tǒng)一．由于人工智能技術(shù)本身有很多的分支，所以在診斷當(dāng)中又形成了很多的診斷技術(shù)。如：基于專家系統(tǒng)的診斷技術(shù)、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的?．到特征提取，從狀態(tài)識別到故障分析。從干預(yù)決策到維修計劃都實現(xiàn)了知識化，達到了信號檢測、數(shù)據(jù)處理與知識處理的統(tǒng)一．由于人工智能技術(shù)本身有很多的分支，所以在診斷當(dāng)中又形成了很多的診斷技術(shù)。如：基于專家系統(tǒng)的診斷技術(shù)、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的?．§1．2．2．1專家系統(tǒng)用于故障診斷，不僅包括從信號檢測到狀態(tài)識剮，而且還包括從決策形成到干預(yù)的全過程。它不但具有計算機輔助診斷系統(tǒng)的全部功能，還能將管理專家的寶貴經(jīng)驗和思想方法同當(dāng)代計算機的巨大存儲、運算與分析能力結(jié)合起來，形成人工智能的計算機系統(tǒng)。知識是專家系統(tǒng)的核心，其顯式表示使專家系統(tǒng)具有概念明確、推理路徑清晰、易于用戶參于、便于解釋等顯著優(yōu)點．存在的問題主要表現(xiàn)在：缺乏有效的診斷知識表達方式、確定性推理方法，推理效率低；存在知識獲取。瓶頸”問題、知識。窄臺階”問題，易出現(xiàn)。匹配沖突■。組合爆炸”及。無窮遞歸”等問題；學(xué)習(xí)能力，自適應(yīng)能力差；診斷求解過程是一個在超高維空問的搜索過程。對于復(fù)雜的診斷對象，由§1．2．2．2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將已有數(shù)據(jù)和已知故障模式作為樣本，通過學(xué)習(xí)得出數(shù)據(jù)量與故障模式聞的映射關(guān)系，實現(xiàn)了對人類經(jīng)驗思維的模擬．與專家系統(tǒng)相比，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：統(tǒng)一的內(nèi)部知識表示形式，大量知識規(guī)則都可通過對范例的學(xué)習(xí)存儲于～個相對小得多的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)重中，便于知識庫的組織與管理，通用性強、知識容量大；便于實現(xiàn)知識的自動獲取，能夠自適應(yīng)環(huán)境的交化；推理過程為并行的數(shù)值計算過程，推理速度快；具有聯(lián)想、記憶、類比等形象思維能力，克服了傳統(tǒng)專家系統(tǒng)中存在的。知識窄臺階”等問題，可以工作于所學(xué)習(xí)過的知識以外的范圍：將知識表示、存儲和推理三者融為了一體．但是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只是從已知樣本中得到解決問題的能力，故仍存在一些局限性，表現(xiàn)為對奇異模式的判斷力較差，對結(jié)論及其過程缺釋能力、忽視了領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗知識等嘲基于故障樹分析的故障診斷方法在實際故障診斷中有著廣泛的應(yīng)用。特剮是近幾年indws熟，故障樹分析法(m)、失效模式、影響及致命度分析法(FlIE(’A)等各種可靠性軟件經(jīng)開始走出實驗室．并從單一功能軟件向網(wǎng)絡(luò)化和專家系統(tǒng)、人工智能方向發(fā)展瓜化、商品化方向發(fā)展．目前，故障分析法(FTA)已被國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于宇航、航空、核2§1．3故障診斷技術(shù)的§1．3故障診斷技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)故障診斷是隨著機器工業(yè)大生產(chǎn)的發(fā)展而逐步發(fā)展形成的．19世紀(jì)，機器設(shè)備本身的技術(shù)水平和復(fù)雜程度都很低，那一時期主要采用事后維修(readownmantence)方式。進入0世紀(jì)后，隨著大生產(chǎn)的發(fā)展，機器設(shè)備本身的技術(shù)復(fù)雜程度也有了提高，設(shè)備故障或事故對生產(chǎn)的影響顯著增加．相應(yīng)地出現(xiàn)了定期預(yù)防維修maitenane)方式，以便在事故發(fā)生之前就進行檢修或者更換零件．顯然，它比事后維算機技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等發(fā)展，出現(xiàn)了狀態(tài)維修或預(yù)知維修(Conditionmaintenancemaintenance)．所謂狀態(tài)維修或預(yù)知維修就是按照在線檢測和診斷裝置修．80年代后，人工智能技術(shù)和專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)等開始發(fā)展并在實際上(EquipmentIntelligentDiagnosis)．雖然，這一階段發(fā)展歷史并不長，但實踐已經(jīng)國外故障診斷技術(shù)的發(fā)展優(yōu)于我國，美國是最早開展故障診斷技術(shù)研究的國家．英國、瑞典、挪威、丹麥，日本等國緊隨其后．并成功的運用于航天，航空、軍事等行業(yè)的機械設(shè)備中．日本在鋼鐵、化工，鐵路等民用工業(yè)部門的診斷技術(shù)方面發(fā)展很快，并具有較高的水平．丹麥在機械振動監(jiān)測診斷和聲發(fā)射監(jiān)測儀器方面具有較高水平．建故障診斷的研究機構(gòu)．其發(fā)展也經(jīng)歷了從簡易診斷到精密診斷，從一般診斷到智能診斷，從單機診斷到網(wǎng)絡(luò)診斷的過程，發(fā)展速度愈來愈快．與國外發(fā)達國家相比，我國雖然在理論上跟蹤較緊，但總體而言，在設(shè)備診斷的可靠性等方面仍有一定差距。經(jīng)過多年的發(fā)展，作為新興的綜合性的邊緣學(xué)科，故障診斷技術(shù)已初步形成了比較完整的學(xué)科體系，就其技術(shù)手段而言，已逐步形成以振動診斷、抽樣分析、溫度監(jiān)測和無損檢測探傷為主，一些新技術(shù)或方法不斷興起和發(fā)展的局面。計算機硬件的突飛猛進，軟件技術(shù)的日新月異，極大地促進了信號分析與處理技術(shù)的發(fā)展，從而更進一步推動故障診斷對航空相機的對航空相機的故障檢測技術(shù)進行系統(tǒng)的研究，根據(jù)檢測要求，設(shè)計了基于的嵌入式故障檢測系統(tǒng)體積：約為500x250×150(重量：小于交流220_30V、50Hz頻率(允許偏差校驗周期：大于或等平均無故障工作時間：不小于1000小使用壽命：244nA1nA1靠性的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過許多學(xué)者的發(fā)展，迄今己取得了很大進展，己成為較為完善的系§2．1故障樹分析§2．’．1故障樹分析法的定故障樹分析法簡稱FTA，是以系統(tǒng)不希望發(fā)生的、作為系統(tǒng)失效判據(jù)的一個事件(頂事件)作為分析的目標(biāo)，尋找引起頂事件的所有直接原因，再尋找引起原因的所有直接原因，直到不需要進一步尋找為止，并將各級直接原因用邏輯符號連接起來，形成一個故m．§2．1．2故障樹分析法的數(shù)學(xué)基由于故障樹是構(gòu)成它的全部底事件的。與”和“或”的邏輯關(guān)系連接而成，因而可以用結(jié)構(gòu)函數(shù)作為數(shù)學(xué)工具，建立故障樹的數(shù)學(xué)表達式，以便于對故障作為定性分析和值0或1，則有如下的丐={：三二二二：二二二二二_二二三1≯。工L0當(dāng)頂事件不發(fā)生時(即系統(tǒng)iE常為零部件故障狀態(tài)，即1≯。工L0當(dāng)頂事件不發(fā)生時(即系統(tǒng)iE常為零部件故障狀態(tài)，即五=1．顯然，頂事件狀態(tài)妒(工)完全取決于底事件狀態(tài)x”即≯(功=≯(五．?，毛各組成單元的狀態(tài)(1)。與”門的結(jié)構(gòu)函(2-當(dāng)‘只取。和1時，與門的結(jié)構(gòu)函數(shù)烈式中i=l，2，3’一，n為底事件數(shù)當(dāng)丐只取。和1時，與門的結(jié)構(gòu)函烈力=∑玉=1-1-§2．1．3故障樹分析法的特式．‘底事件底事件§2．2故障樹的建§2．2．1全面分析系統(tǒng)故障，對診斷對象做系統(tǒng)分析。明確定義系統(tǒng)的正常狀態(tài)、正常事件、故障狀態(tài)、故障事件。對故障作深入的研究，評價各類故障對系統(tǒng)的影響，找出導(dǎo)致各定故障樹的建樹范圍，系統(tǒng)的邊界條件包括頂事件、系統(tǒng)各部件的初始狀態(tài)、不相容事件等o∞§2．2．2建樹方的故障樹更完目前還沒有一種有效的統(tǒng)一建樹方法，但通常采用的是演繹法建樹。該法是先選定系統(tǒng)中不希望發(fā)生的故障事件為頂端事件，其后第一步是找出直接導(dǎo)致頂端事件發(fā)生的找出第一步中各因素的直接原因。循此方法逐級向下演繹，一直追溯到引起系統(tǒng)發(fā)生故障的全部原因，即分析到不需要繼續(xù)分析原因的底事件為止。然后，把各級事件用相應(yīng)為根，中間事件為節(jié)，底事件為葉的具有若干級的倒置故障樹m§2．2．3找出零、部件故障與系統(tǒng)的邏輯關(guān)系，以確定系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)洲。建樹的步驟如圖2-所示系統(tǒng)分所示系統(tǒng)分判明故件、失效因素及卜_其發(fā)生概率圖2．1故障樹建立步§2．3故障樹的分析方§2．3．1故障樹的定性分析故障樹定性分析的目的是尋找導(dǎo)致頂事件的原因和原因組合，即識別頂事件所代表的所有系統(tǒng)故障模式．故障樹定性分析的主要任務(wù)是要確定該故障樹的最小割集。其意?．．性?．(1)，下行法的工作步驟是：從頂事件開始，由上而下逐個地進行處理，處理的基本方法如前所述，直到所有的結(jié)構(gòu)事件己被處理為止．最后所得每一行的底事件集合都是故障樹的一個割集．將這些割集進行比較，即得出所有的最小割集．(2)上行上行法的基本方法是：對每一個輸出事件而言，如果它是或門輸出的，則用該或門的諸輸出事件的布爾和表示此輸出事件；如果它是與門輸出的，則用該與門的諸輸入事件的布爾積表示此輸出事件．0一這種基于嚴(yán)格演繹邏輯求得的系統(tǒng)故障模式，在原則上可以保證其完整性，有助于判明潛在的故障，避免遺漏重要的。想不到的”系統(tǒng)故障模式，有助于指導(dǎo)故障診斷和指導(dǎo)一這種基于嚴(yán)格演繹邏輯求得的系統(tǒng)故障模式，在原則上可以保證其完整性，有助于判明潛在的故障，避免遺漏重要的。想不到的”系統(tǒng)故障模式，有助于指導(dǎo)故障診斷和指導(dǎo)工程改§2．3．2故障樹的定量分析的條件下，求頂事件發(fā)生概率(即以頂事件為判據(jù)的系統(tǒng)的失效概率)，計算底事件(部件>9片注釋等功能．相機里裝載有精密的成像元件，地面的圖像工作站和情報提取人員都要依靠航空相機拍攝的圖像提取情報。航空相機工作是否正常，直接影響情報的生成質(zhì)量和生成周期．等組§3．1．1片注釋等功能．相機里裝載有精密的成像元件，地面的圖像工作站和情報提取人員都要依靠航空相機拍攝的圖像提取情報。航空相機工作是否正常，直接影響情報的生成質(zhì)量和生成周期．等組§3．1．1光學(xué)系光學(xué)系統(tǒng)采用臥式旋轉(zhuǎn)光簡掃描形式，將來自地物的光線經(jīng)過物方反射鏡折轉(zhuǎn)90。后射入物鏡，經(jīng)物鏡會聚并通過像方反射鏡折轉(zhuǎn)90旋轉(zhuǎn)光筒是由物方反射鏡、物鏡、像方反射鏡及成像處的圓柱面組成?！?．1．2主控系§3．1．3機械控制機相機中的一些機械控制機構(gòu)是由調(diào)焦機構(gòu)，前移像移補償機構(gòu)，調(diào)光機構(gòu)，卷片§3．1．3．1相機距離的不斷變化都會導(dǎo)致焦面的移動．在實際照相時，被照物體與相機的相對距離，每次總是有變化的．由ll17’了27(f為光學(xué)鏡頭的焦距。L為被照ll17’了27(f為光學(xué)鏡頭的焦距。L為被照相物體到鏡頭前主面距L為鏡 后主面到像面的距離)可知，對于不同的照相距離L，其照相光學(xué)系統(tǒng)的象距L也將著變化。為了使不同距離的被攝物體能夠正確地成象在焦清晰的影象，必須隨時調(diào)整鏡頭與膠片平面之間的距離L來適應(yīng)物距L的交化。鏡頭這種調(diào)整過程就稱為調(diào)焦圖調(diào)焦原理框§3．1．3．2前移像移補償機像(曝光)時，被拍照的景物的影像與成像器件之問會產(chǎn)生相對運動，這種運動簡稱為像移工作來實現(xiàn)像移補償§3．I．3．3曝光補償也是一種曝光控制方式，如果環(huán)境光源偏暗，即可增加曝光值以突顯畫面的清晰度．圖片如果明顯偏亮或偏暗，說明相機的自動測光準(zhǔn)確度有較大偏差，要強制進行曝光補償。來完成的．而相機中控制曝光的機構(gòu)是快門和光圈．如果是手動設(shè)定快門與光圈值，那你應(yīng)該知道快門與光圈是決定曝光量大小的，那么，根據(jù)上面所說的那些，適當(dāng)提高降低快門速度，擴大或是收縮光圈就可達到曝光補現(xiàn)對航空相如果是手動設(shè)定快門與光圈值，那你應(yīng)該知道快門與光圈是決定曝光量大小的，那么，根據(jù)上面所說的那些，適當(dāng)提高降低快門速度，擴大或是收縮光圈就可達到曝光補現(xiàn)對航空相機的調(diào)光§3．'．3．4卷片機相機中的卷片裝置包括機體與蓋板，機體內(nèi)設(shè)有一膠片填置區(qū)，卷片棘輪及卷片室。膠片填置區(qū)設(shè)有回帶桿，以便膠片的卷回保存或取出沖洗。卷片棘輪設(shè)于機體中間下緣，以控制膠片的轉(zhuǎn)動。卷片室呈一U膠片的表面與卷片室表面的摩擦。蓋板上裝一彈簧片，當(dāng)蓋板與機體結(jié)合時，其彈簧片正位于卷片室內(nèi)，該彈簧片在膠片進入卷片室時，能使膠片成圓形卷起，且依膠片卷起的張數(shù)，可適當(dāng)擴張它的限制直徑，而使膠片能全部卷完．卷片機構(gòu)中一個很主要的裝置是卷片電動機，屬精密型永磁直流電動機，包括有機殼，轉(zhuǎn)軸、端蓋、電刷支架和電刷片、由柱形軸承和磁體組成的定子以及由鐵芯、套在鐵芯兩端的端板、帶底座的換向器和線匝組成的轉(zhuǎn)子等組成．卷片電機控制著卷片機構(gòu)的正常工作．另外，卷片機構(gòu)還包括卷片盒，它是用來存放拍照完畢的膠卷?！?．2．1故障樹模型的根據(jù)上一節(jié)的分析可知，全景相機是集光、機、電于一體的綜合系統(tǒng)，屬軍用光學(xué)儀器。主要由以下分系統(tǒng)組成，即光學(xué)系統(tǒng)，主控系統(tǒng)(集成各種板卡)，機械傳機構(gòu)組成圖3．2航圖3．2航空相機故障樹的模型圖3．3航空相機故障樹的模型圖3．4航空圖3．4航空相機故障樹的模型圖3．5航空相機故障樹的模型圖3．6航圖3．6航空相機故障樹的模型圖3．7航空相機故障樹的模型圖3．8航空圖3．8航空相機故障樹的模型圖3．9航空相機故障樹的模型圖3．10航空相機故摩錯的模型的設(shè)圖3．10航空相機故摩錯的模型的設(shè)計提供了依據(jù)§3．2．2故障樹模型的定性分加工、裝配、材料選擇不合理等造成的早期失效(如卡死、打滑、折斷等)，以及以磨損從故障樹模型可以很清楚的看出，在相機的各個系統(tǒng)中，電控系統(tǒng)的故障樹模型是最復(fù)雜，也是最容易出現(xiàn)故障的。并且由于其組成比較復(fù)雜，出現(xiàn)故障后很難對其進行故障診斷。這就對相機的可維修性帶來了很大的不便，嚴(yán)重影響了相機的實用性。集。根據(jù)故障樹模型，求出整個電控系統(tǒng)的最小割集，計算過程如下：為方便表示，將航空相機故障因素列于表3一l把(3．4)一(3．7)式代入到(3．3)式可把(3．9)一(3．12)式代入到(3．8)式可X137X139X139X140X141把(3．4)一(3．7)式代入到(3．3)式可把(3．9)一(3．12)式代入到(3．8)式可X137X139X139X140X141X14JX144X145把(3．14)一(3．19)式代入到(3．13)式可把(3．15)一(3．22)式代入到(3．14)式可把(3．24)，(3．25)式代入到(3．23把(3．26)一(3．32)代入到(3．2)式可UXl08UX1UXl1lUUXl13U14UX15UXl17表3-I航空相機故障因素一覽故障因相機故代故障因代窗口玻璃損光機系統(tǒng)故控制系統(tǒng)故補償主控板與補償板通SN74LS373N芯SN74HC02N芯片出現(xiàn)故8031DS26LS31MJ芯片出現(xiàn)故TILl17—527Q芯片線路連接出CM0052A表3-I航空相機故障因素一覽故障因相機故代故障因代窗口玻璃損光機系統(tǒng)故控制系統(tǒng)故補償主控板與補償板通SN74LS373N芯SN74HC02N芯片出現(xiàn)故8031DS26LS31MJ芯片出現(xiàn)故TILl17—527Q芯片線路連接出CM0052ADACl230LCJ芯片AD0808芯片出現(xiàn)故TILll7—527Q芯片出現(xiàn)8031芯片出現(xiàn)故SN74LS373N芯片主控板與曝光板通訊異SN74Hc02N芯片出曝光826LS32M芯片出現(xiàn)曝光板對曝光的量級變化無反8031SN74HC02芯片8031芯片線路連接出現(xiàn)故DACl230LCJ芯ADOP07芯片出TILll7-5270芯片出現(xiàn)故SGl524BJJ芯片出現(xiàn)故線路連接出現(xiàn)故ADC0808芯片出現(xiàn)故線路連主控板故8031芯片出現(xiàn)S26LS32M芯片出現(xiàn)故SN74HCOON芯片出現(xiàn)故S26LS32M芯片出現(xiàn)故線路連接出8255芯片出現(xiàn)故SN74LS373N芯卷片電磁鐵工作異8031芯片線路連接出現(xiàn)故SN7407N芯片出現(xiàn)故TILl17—5270芯片出現(xiàn)SN74LS373NLS33S26LS32M芯片出現(xiàn)故線路連接出8255芯片出現(xiàn)故SN74LS373N芯卷片電磁鐵工作異8031芯片線路連接出現(xiàn)故SN7407N芯片出現(xiàn)故TILl17—5270芯片出現(xiàn)SN74LS373NLS33N74HC04NHC0N73N芯片出現(xiàn)故障4298031芯片出現(xiàn)故SN7407N芯片出現(xiàn)故TILll7-527Q芯片出現(xiàn)故間隙機構(gòu)電磁鐵工作異常路連接出現(xiàn)故429與機載設(shè)備管理系統(tǒng)通訊異SN74HC02N線路連接出現(xiàn)故開機繼電器SN54HC04J芯片出現(xiàn)故8031芯片出現(xiàn)故HIS一3282—8芯片出現(xiàn)故電源板故+5V電源工作TILll7芯片出現(xiàn)故線路連接出27V一5V電源轉(zhuǎn)換模塊出QPl-5L芯片±15V電源工作異TILll7芯片27V-15V電源轉(zhuǎn)換模塊出現(xiàn)故補償電機驅(qū)動板故IRF250(光棒)故線路連接出OPl—芯片出現(xiàn)故功放板故IRF250(卷片)故由式(3．33)可得，{X97)，{X98)，{X214)都是構(gòu)成相機主控系統(tǒng)故障的3．．33．．3模塊的故障和電機故障§3．3．1航空相機的主控系統(tǒng)跟各個電路板之間是采用RS422標(biāo)準(zhǔn)串口通訊進行的RS一422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。它有一根信號地線，共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動器比2更強的驅(qū)動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節(jié)點，最多可按0個主設(shè)備，其余為從設(shè)備，從設(shè)備之間不能通信，所以S一422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為k，故發(fā)端最大負(fù)載能力是lO×4k+1000。R-2四線接口由于采用單獨的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號交換均異?！?．3．2電機故圖步進電機驅(qū)動(1脈沖信號一般由單片機或CPU產(chǎn)生，一般脈沖脈沖信號一般由單片機或CPU產(chǎn)生，一般脈沖信號的占空比為0．3-0．4左右，電感應(yīng)子式步進電機以二、四相電機為主，二相電機工作方式有二相四拍和二相八拍二種，具體分配如下；二相四拍為，步距角為1．8度；二相八拍為，步距角為0．9度。四相電機工作方式也有二種，四相四拍為Af-C-D—DAAB，步距角為1．8度；四八拍為ABBCCCDDAB(09功率放大是驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的部分。步進電機在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流(而樣本上的電流均為靜態(tài)電流)。平均電流越大電機力矩越大，要達到平均電流大這就需要驅(qū)動系統(tǒng)盡量克服電機的反電勢?！?．3．3功能模塊的造成航空相機電控系統(tǒng)故障的原因，還有很大一部分是其中的一些主要功能模塊電機工作的模塊；補償板中控制卷片電機工作模塊等等。主控板檢測要求：需檢測控制陀螺工作、停止?fàn)顟B(tài)及相應(yīng)信號是否正常；需檢測控制間隙機構(gòu)電磁鐵工作、停止?fàn)顟B(tài)及相應(yīng)數(shù)據(jù)信號是否正常；需檢測控制量片輥電磁鐵工作、停止?fàn)顟B(tài)及相應(yīng)數(shù)據(jù)信號是否正常；需檢測控制卷片電磁鐵工作、停止?fàn)顟B(tài)及相應(yīng)信號是否正常；需檢測機械零點各電位器零點信號是否正常；需檢測記錄系統(tǒng)是否正常；需檢測主控板與429曝光板檢測目標(biāo)：需檢測曝光板對曝光的量級變化有無反應(yīng)；需檢測控制步進電機驅(qū)動器的驅(qū)動電路是否正常；需檢測曝光板與主控扳通訊是否正常；需檢測量片輥電機控制電路是否正常；需檢測光棒電機控制電路是否正常．補償板檢測目標(biāo)：需檢測板中驅(qū)動調(diào)焦電路工作是否正常；需檢測板中驅(qū)動前像移補償電機控制回路工作是否正常；需檢測卷片電機控制電路工作是否正常；需檢測補償電源板檢測目標(biāo)：需檢測+5V電源是否正常；需檢測±15V電源是否正常航空相機檢測儀是配套航空相機的地面檢測設(shè)備，以檢查相機工作是否正常，并可對有故障相機進行故障診斷．該檢測系統(tǒng)總體設(shè)計是基于故障樹分析原理，采用智能化虛擬儀器理念的ATE原則進行設(shè)計．依據(jù)檢測儀的工作環(huán)境及設(shè)定功能，檢測儀采用以4構(gòu)，外附加信號仿真模擬功能模塊，通訊數(shù)據(jù)總線接口模塊、檢測信號采集調(diào)理功能?！?．2．1檢測儀系統(tǒng)的總體設(shè)在硬件設(shè)計上，建立檢測所需的各種附加激勵信號源，非標(biāo)信號調(diào)理、測試控能模塊，各檢測子通道數(shù)據(jù)接口與所檢測的電路板接口相對應(yīng)，可實現(xiàn)各功能電路相機管理仿真檢通道檢通道檢通道檢通道檢相機管理仿真檢通道檢通道檢通道檢通道檢通道安控單l’I輸出’‘王攔●●●安控單外掛貨架儀器級聯(lián)單步進電機驅(qū)動電路檢測步進電機驅(qū)動電路檢鍘步進電機驅(qū)動電路檢測模擬激勵信號圖4．1檢測儀系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)框電源單元采用集成穩(wěn)壓開關(guān)電源組構(gòu)成，用于提供檢測儀本身及檢測對象所需電源．交流220W50Hz供電經(jīng)電源開關(guān)、交流保險絲輸入后，加到集成穩(wěn)壓開關(guān)電源組的輸入端，集成穩(wěn)壓開關(guān)電源組分為兩級，一級電源組輸出1)C2V，二級電源組輸出c5V、I)C15V、D一15v等3K／c礬l—15整機供電需求，另一方面滿足檢測儀本身及板級檢測的供電需求。220v5Hzc27V(2檢測儀信息輸出采用了標(biāo)準(zhǔn)TFT顯示器，由主控系統(tǒng)在TFT顯示器上顯示息．(3)主控系統(tǒng)的基本原理PCI0息．(3)主控系統(tǒng)的基本原理PCI04基于各電路板電氣信號接口標(biāo)準(zhǔn)，對檢測相機的主控板、曝光板，孫償調(diào)焦板、9通訊板、電源板以及三塊步進電機驅(qū)動電路板進行性能檢測，可進行聯(lián)測和分立檢令并收集其計量檢定果(5)測試數(shù)據(jù)處理，輸入輸出信號調(diào)理，存儲測試數(shù)據(jù)，顯示測試果(6)進行連續(xù)測試和單步§4．2．2檢測儀的主控主控系統(tǒng)是檢測儀的核心，它提供了檢測儀所需的航空總線、工業(yè)總線、開關(guān)量輸入輸出、數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入輸出等基礎(chǔ)檢測資源。所有檢測資源由PI04總圖4．2口口圖 主控系統(tǒng)結(jié)口口圖 主控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框。PCI04嵌入式系統(tǒng)各板卡功能如下PM504是一種串口板卡．PM504的每個串口都可以獨立的設(shè)置為RS-232，RS-或RS-485模式。模式的設(shè)置通過選用不同的電平轉(zhuǎn)換芯片和設(shè)定對應(yīng)的跳線來完成PM520是一種模擬量輸出接口卡，適用于1'(3104總線的嵌入式微機．板卡上有0是一種數(shù)字信號接口卡．為用戶提供了鋁個T幾標(biāo)準(zhǔn)的輸入／輸出數(shù)字信號通道。同時還提供3個6位字長的定時／計數(shù)器通道．為方便用戶使用，本接口卡還在板級電路的故障診斷中，波形檢測是主要的測試手段。波形檢測是將電路中測試點的輸出波形進行特征提取，與標(biāo)準(zhǔn)波形的特征值進行比較。根據(jù)比較的結(jié)果來判定被測電路板的好壞．實際的測試流程比較復(fù)雜，將輸出點的波形取樣量化后以數(shù)值的形式存儲在計算機的內(nèi)存中再采用相應(yīng)的算法對這些離散的數(shù)據(jù)進行處理，以提取出輸出波形的各個不同特征參數(shù)．如：波形頻率、波形周期、基準(zhǔn)電平、幅度等等．再將這些特§4．3．1從故障樹模型可以看出，引起相機通訊故障的主要因素有主控板跟補償板之間的通訊故障、主控板跟曝光板之間的通訊故障、在板級電路的故障診斷中，波形檢測是主要的測試手段。波形檢測是將電路中測試點的輸出波形進行特征提取，與標(biāo)準(zhǔn)波形的特征值進行比較。根據(jù)比較的結(jié)果來判定被測電路板的好壞．實際的測試流程比較復(fù)雜，將輸出點的波形取樣量化后以數(shù)值的形式存儲在計算機的內(nèi)存中再采用相應(yīng)的算法對這些離散的數(shù)據(jù)進行處理，以提取出輸出波形的各個不同特征參數(shù)．如：波形頻率、波形周期、基準(zhǔn)電平、幅度等等．再將這些特§4．3．1從故障樹模型可以看出，引起相機通訊故障的主要因素有主控板跟補償板之間的通訊故障、主控板跟曝光板之間的通訊故障、429的檢測都是通過圖4．3所示的PMS0串口卡來進行檢測．首先，由檢測儀的主控系統(tǒng)向補償板發(fā)出通信請求信號。由主控系統(tǒng)向補償板發(fā)送“aa．”指令，補償板收到“all”指令后，向主控系統(tǒng)返回“55”指令，主控系統(tǒng)就是稱為。P．3422接口握手■其原理如圖4．3圖RS422接口握手框§4．3．2電機檢故障、卷片電機故障、光棒電機故障，以及各個驅(qū)動電路的故障。R422首先，由操作人員給主控系統(tǒng)發(fā)出控制指令；該控制指令經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換為供電機轉(zhuǎn)動的模擬量，命令步進電機順時針旋轉(zhuǎn)至某一位置．步進電機的轉(zhuǎn)子上連接一個電位計，電位計在此充當(dāng)系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)，它將步進電機的角位移轉(zhuǎn)換為電壓值送往模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將電位計產(chǎn)生的模擬電壓值轉(zhuǎn)換為計算機所識別的數(shù)字量。該數(shù)字量送往主控系統(tǒng)．由主控系統(tǒng)來判斷步進電機的轉(zhuǎn)動是否在正常范圍之內(nèi)．而后命令步進電機逆時針旋轉(zhuǎn)至某一位置，檢測方法與以上方法相同．不在正常范圍之內(nèi)，則說明該調(diào)焦電機工作異常。步進電機檢測原理如圖4．4所示：圖4．4電機檢測原圖4．4電機檢測原§4．3．3功能模塊造成航空相機電控系統(tǒng)故障的原因，還有很大一部分是其中的一些主要功能模塊產(chǎn)生故障。例如，電源板中的輸入濾波器模塊、輸出紋波衰減器模塊；曝光板中控制光棒電機工作的模塊；補償板中控制卷片電機工作的模塊等等．檢測這些模塊的性能時，采用提取信號特征的方式．例如，在檢測電源板中的輸入濾波器模塊、輸出紋波衰減器模塊時，利用圖4．2中的PM55板卡對電源板的模擬量進行采集，而后通過D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量信號，將數(shù)字量信號送往計算機的主控系統(tǒng)進行判發(fā)送控制指令，光棒電機工作后帶動編碼器工作，編碼器將自身感應(yīng)的脈沖信號送往圖42Pt430I1530電機工作是否正?！?．4相機檢測儀的硬件電路設(shè)§I．．．1通訊檢測系統(tǒng)電路的設(shè)429429由圈4．5所示，429協(xié)議通信信號經(jīng)過IIAX202芯片后，經(jīng)RXDOI引腳到達89C52芯片，而后從8C52中的并行口傳輸?shù)?中，由并行口輸出到主控板中．這一過程通過89C2825429圖4．5圖4．5409通訊檢測電§4．4．2信號調(diào)理§4．4．2信號調(diào)理電路的設(shè)圖4．6是檢測儀中的一部分信號調(diào)理電路圈4．7各電路板中的被測信號經(jīng)過光電耦合開關(guān)TLP521后，送往PCI04數(shù)據(jù)的處理，而后判斷被測信號是否正常；在檢測電機工作是否正常時，首先通過4嵌入式系統(tǒng)中的控制信號來控制繼電器控制電路工作，給電機的功放加電，從而使電機PM50數(shù)據(jù)的處理，而后判斷被測信號是否正常；在檢測電機工作是否正常時，首先通過4嵌入式系統(tǒng)中的控制信號來控制繼電器控制電路工作，給電機的功放加電，從而使電機PM50正常Pgl04嵌入式系統(tǒng)電路的PCI04嵌入式系統(tǒng)由PM504，PM515，PM520，CM429，PM530，CPU板卡組成一-t并-謦In．～。一一。汀汗瞼p一圖 PCI04嵌入式系統(tǒng)硬件電由圖4．7可得，PM504接受由圖4．7可得，PM504接受并發(fā)送有曝光板、補償板、主控板中的串口數(shù)據(jù)．通CPU系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)的判斷來檢測串口通訊是否正常PM515實現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換功能時，主要是通過采樣一些模擬量，例如電源電壓、電位計的電壓值，來判斷相機的一部分功能是否正常；PM515實現(xiàn)開關(guān)量輸出的功能時，輸出開關(guān)量信號，經(jīng)過部分信號調(diào)理電路，控制主控板部分功能的實現(xiàn)．CM429是用控制相機檢測儀與相機之間的429收，§4．5相機檢測儀的外形設(shè)檢測儀的前面板如圖4．8’圖4．8相機檢測儀的前面板示意圖．屏，顯示操作界面和測試結(jié)果；右下方的鍵盤對檢測儀進行操作．圖4．9相機圖4．9相機檢測儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8為編碼器，lO為電位詩，11位信號調(diào)理電瞎，12為PCI04§5．1相機檢測儀的檢§5．1相機檢測儀的檢測流§5．1．1總體檢測流檢測的內(nèi)容主要分為三個模塊單元：系統(tǒng)自檢模塊、任務(wù)仿真管理模塊和板級檢功能模塊，其基本結(jié)構(gòu)流程如圖5．1圖5．1系統(tǒng)基本結(jié)級檢測模塊，板級檢測可根據(jù)需要進行全自動檢測或手動檢測．檢測結(jié)束后，檢測儀將由r§5．1．2主控板檢測流5．2所示[二玉匪二i主控扳上電么念I(lǐng)P．s422XH-T-信號VI控扳墨訊正常5．2所示[二玉匪二i主控扳上電么念I(lǐng)P．s422XH-T-信號VI控扳墨訊正常麻丟滁●＼哉扳皇手成功I光扳道訊正常J冉主控板發(fā)送準(zhǔn)l狀杏I模扭量片輥信l號，摸扳機械零IIj自主控董震f進拍照指令＼影I纛／誰蔫三個電磁鐵贛●f曼示井嫠板檢蔫完畢(至壺圖主控板檢測流§5．1．3曝光板檢§5．1．3曝光板檢測流曝光板檢測開始，首先由主控系統(tǒng)控制本檢測通道向曝光板供電，然后通過串行總線接口單元模擬主控板的通信關(guān)系與曝光板進行總線通信，以檢測其通訊性能；再通過總線向曝光板傳送控制指令和控制參數(shù)。當(dāng)控制指令所執(zhí)行的控制動作時序和功率驅(qū)動信號進行調(diào)理后，曝光板通過本檢測通道將檢測的反饋信號向檢測儀主控系統(tǒng)輸出，由主控系統(tǒng)判別曝光板的控制時序和功率驅(qū)動電路工作性能是否存在故障，檢測完畢后，圖5．3曝光板檢測流§5．1．4補償板檢§5．1．4補償板檢測流當(dāng)開始檢測補償板時，由主控系統(tǒng)控制本檢測通道向補償板供電，然后通過串行總所執(zhí)行的控制動作時序和功率驅(qū)動信號進行調(diào)理后向檢測儀主控系統(tǒng)輸出檢測反饋信[寶§5．1．5電源板檢測§5．1．5電源板檢測流當(dāng)檢測電源板時，由主控系統(tǒng)控制打開本檢測通道，并向電源板提供27V功率電源，電源板的功率輸出經(jīng)電路接口接入模擬負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，并經(jīng)調(diào)理后輸送到主控系統(tǒng)的D檢板的檢測流程如圖5．5圖5．5§5．1．6429當(dāng)開始檢測通訊板時，由主控系統(tǒng)控制本檢測通道向通訊板供電，然后通過9串行總線接口單元模擬載機任務(wù)系統(tǒng)的通信信令關(guān)系與通訊板進行總線通42l板卡初始化jl嚷擬載機任務(wù)l板卡初始化jl嚷擬載機任務(wù)系統(tǒng)的通信與機載任務(wù)管理系統(tǒng)通訊i模擬主控板的通信信J與主控板通訊‘圖5．6通訊板檢測流§5．2航空相機故障檢測過柚圖5．7“相機板級電圖5．7“相機板級電性能檢測”及。退出”．當(dāng)選擇。相機板級電路性能檢測”時，檢測儀系統(tǒng)進入二級菜單，二級菜單共有六個控制選項，分別實現(xiàn)不同的功能檢測，如圖5．7統(tǒng)二級菜單提示選定某一板級檢測項目后，系統(tǒng)將執(zhí)行相應(yīng)的檢測流程，在板級檢測過程中，所有檢測流程均由系統(tǒng)自動執(zhí)行，檢測軟件將根據(jù)各被檢測板的檢測指標(biāo)顯示檢菜單。檢測過程如圖5．8，圖5．9，圖5．10，圖5．1l，圖5．12所示圖5．8檢測儀檢測曝光板時的檢測畫圖5．9檢測儀檢測主控板時的檢測畫圖5．10檢測儀檢測補償板時的檢測畫圖5．1l檢測電源板時的檢測畫引圖5．12檢測圖5．12檢測通訊板時的檢測PCI04嵌入式控PCI4PCI04嵌入式控PCI4總線是國際上最早的嵌入式計算機總線標(biāo)準(zhǔn)，是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線㈨．它一種pc兼客模塊(電路板)，由許多模塊板卡通過104總線層疊組成。這種帶有Pc的電路板即PCI04。因為它的標(biāo)準(zhǔn)化、精確化，故可以被堆疊在一起，(1)嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點，能夠把通用CPU中許多由嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物．這一點就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)薪的知識集成系統(tǒng)。(6)嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，即使設(shè)計完成以后用戶通常也是不能對量檢定結(jié)果；控制和實時監(jiān)控整個檢測過量檢定結(jié)果；控制和實時監(jiān)控整個檢測過程；完成檢測儀的測試數(shù)據(jù)處理，輸入輸§6．2瞬態(tài)小信號采樣技的信號。近幾年來，瞬態(tài)信號的檢測已逐漸發(fā)展成為一個重要的問題。在水聲、語音、標(biāo)的檢測和識別提供有效依據(jù)D采樣卡PM515以及短時相關(guān)法等相結(jié)合的方式，實現(xiàn)對小信號的瞬態(tài)采樣和連續(xù)監(jiān)測。掣131。其原理如圖6．I圖6．I短時相關(guān)法信號數(shù)據(jù)x(櫛)進行加窗后的數(shù)據(jù)記為y(珂)，在數(shù)據(jù)處理時通常應(yīng)用了數(shù)據(jù)段一般是由采樣速度和期望防止數(shù)據(jù)丟失的程度來決定。分段后的第r個數(shù)據(jù)段記為只’『^，--gtlc，，。=∑∑只，，只．f+i--O巳(，，。)=彳e(，一l一)+Bq氣‘，'_，=彳qI，-l一)+曰q，．(6上彳=∥一(6-B=l里分離出來，用數(shù)據(jù)函數(shù)z■氣‘，'_，=彳qI，-l一)+曰q，．(6上彳=∥一(6-B=l里分離出來，用數(shù)據(jù)函數(shù)z■來表示為式q，一)=c0神一G(r-該函數(shù)的瞬時協(xié)方差g，，，)可表示為式Q，一舯=q，月則協(xié)方差的均值g，一m可以表示為式6．7檢驗每一數(shù)據(jù)段，從而確定瞬態(tài)信號是否在該數(shù)據(jù)段內(nèi)出現(xiàn)．檢驗可以通過作r統(tǒng)計R=z尸【D。表示矩陣轉(zhuǎn)置。用R的值與預(yù)先選定的門限相比較，當(dāng)胄超過門限表事件發(fā)生．否則認(rèn)為數(shù)據(jù)段上沒有信號§6．3數(shù)字總線接口技航空相機采用符合HB6096-86標(biāo)準(zhǔn)的ARINCA29總線與機載任務(wù)系統(tǒng)進行串并轉(zhuǎn)換和電平轉(zhuǎn)換，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AR玳CA29芯片組Hs．3282／HS-318進行串并轉(zhuǎn)換和電平轉(zhuǎn)換，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AR玳CA29芯片組Hs．3282／HS-3182可完成此功能。其次，由于發(fā)送和接收可并行獨立工作，故需要一個核心控制邏輯來調(diào)節(jié)發(fā)送和接收過程．另外HS3282支持一發(fā)兩收，核心控制邏輯還要負(fù)責(zé)對兩個接收通道進行通道選擇和通道切換。當(dāng)一個通道出現(xiàn)故障時，核心控制邏輯要實時激活另一個備份通道。此外，為了保證數(shù)據(jù)收發(fā)的實時性，減少對主程序的干預(yù)，硬件上采取了一些中斷處理，該部分也由核心控制邏輯負(fù)責(zé)141。ARINC429接口模塊的組成如圖6．2所示。FJff—— l-—卜‘——————接口邏輯等l≈==習(xí)強暇堙圖6．2ARIIqCA29接口模塊的組PCI04接口邏輯：負(fù)責(zé)對PCI04的地址總線和控制總線進行譯碼，以產(chǎn)生相應(yīng)的命令．由于設(shè)備地址可能產(chǎn)生沖突，故需在接口模塊中設(shè)定跳線以便靈活地改變地址接收邏輯：當(dāng)檢測到有數(shù)據(jù)到來時，HS．3282會自動進行串并轉(zhuǎn)換并鎖存數(shù)據(jù)．產(chǎn)生觸發(fā)信號，觸發(fā)A內(nèi)部的接收邏輯，將數(shù)據(jù)存放在相應(yīng)的FFO中(每個通道對應(yīng)一個FIFO)．當(dāng)主機需要數(shù)據(jù)時，可從FifO中讀取若PCI04設(shè)置成16位工作方式，則FIFO的寬度相應(yīng)的也設(shè)計成16位．這樣，主程序可通過連續(xù)讀兩次FIFO2§6．4測試激勵信號仿真技中除標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號外，參有大量非標(biāo)的模擬信號，檢測儀若實現(xiàn)ATE的檢測功能目標(biāo)縣r弓異削薩J縣r弓異削薩J與￡菇與PCI∞R品l篷差ii醅對i蕾薜。蠶ii一毒i||其仿真過程是，首先由8中的1．2仿真主控板發(fā)出429請求信號，而后429板與主控板通訊，429通訊板輸出的并行信號由并行口PA進入U10，并經(jīng)UIO的數(shù)據(jù)口輸入8中．經(jīng)過UIO轉(zhuǎn)換為串行信號，并由TgD1引腳輸出．輸出的串行信號經(jīng)WLL202芯片后，輸入至PCI04嵌入式系統(tǒng)中．經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，來判斷主控板與429通訊板之間通訊是否正確．此系統(tǒng)利用信號調(diào)理電路和PCI04嵌入式系統(tǒng)仿真了主控板與429通訊板之聞的通訊．的校驗及檢定計量§6．5全系統(tǒng)抗干擾技§6．5．1干擾§6．5．1干擾源和干擾途§6S1．1電磁干電磁干擾．干擾信號通過導(dǎo)線或回路之間的互感耦合、電容耦合進入控制系統(tǒng)。電磁干擾造成的后果輕者使控制系統(tǒng)產(chǎn)生誤差，重者將使系統(tǒng)不能正常工作．．§6．5．1．2壓大幅度浪涌與下陷，有時會出現(xiàn)長時間的過壓、欠壓和短時間的尖峰電壓，可以十分方便地以線路傳輸形式經(jīng)電源線進入控制系統(tǒng)，其中過壓干擾是單片機控制系統(tǒng)最為惡劣的干擾．§6S1．3電路板§6．S．2抗干擾擾能力。硬件方面，首先注意在電路板設(shè)計中加入抗干擾措施，保證系統(tǒng)的地線干擾、I10．§6．5．2．1印制電路板的抗干擾差OC阻，減小的干擾的發(fā)生；元器件腳避免相互平行，以減少寄生耦合．布線：電路之間的連接盡量使其最短；容易受干擾的信號線重點保護；避免干擾或傳遞干擾的線路長距離平行：交直流電路分開；對雙面布線的印制電路板，使兩面線接地：交流地與信號地分開，以減少電源對信號的干擾：數(shù)字地、模擬地分開設(shè)計，在電源端兩種地線相連：對于多級電路，設(shè)計時考慮各級動態(tài)電流；注意接地阻抗相互耦合的影響；T作頻率低于l接地，接地線設(shè)計時盡量租．(5)去耦電容：在電源輸入端跨接10～100心的電解電容或鉭電容，在每個集成路芯片上安裝一個0．01廿的陶瓷電容器§6．5．22當(dāng)程序飛到一個臨時構(gòu)成的死循環(huán)中或C余指令和軟件蹈阱對此無能為力，這時系統(tǒng)將完全癱瘓．這種情況下，只有對單片機進行復(fù)位。相機檢測(5)去耦電容：在電源輸入端跨接10～100心的電解電容或鉭電容，在每個集成路芯片上安裝一個0．01廿的陶瓷電容器§6．5．22當(dāng)程序飛到一個臨時構(gòu)成的死循環(huán)中或C余指令和軟件蹈阱對此無能為力，這時系統(tǒng)將完全癱瘓．這種情況下，只有對單片機進行復(fù)位。相機檢測儀中的?？撮T狗”是由外電路來實現(xiàn)的，如圖6．4所示I現(xiàn)mmmⅢ冀廣 ，n，一口—m，H再辨n辨撤I—掣43手愛—百l—面∞，耵Ⅲ日∞--3"l-圖6．4看門狗設(shè)計電4060計數(shù)頻率由RT，CT決定，設(shè)實際運行豹用戶程序所需工作周期為TO；頻器計滿時間為T，當(dāng)T>T0且系統(tǒng)工作正常時，程序每隔TO對4060清除一次§6．5．23其他的抗干擾(1(2)雙絞線傳輸，雙絞線能使各小環(huán)路的電磁感應(yīng)干擾相抵消，對電磁場干擾、共模噪聲有一定的抑制效果在現(xiàn)代飛機上，系統(tǒng)與系統(tǒng)之聞，系統(tǒng)與部件之間需要傳輸大量信息。航空數(shù)據(jù)總線的出現(xiàn)，為飛機內(nèi)部系統(tǒng)之問的數(shù)據(jù)傳輸提供了有效保證。航空數(shù)據(jù)總線作為航空電子系統(tǒng)的“骨架”和“神經(jīng)”，對提高現(xiàn)代飛機整體性能起著至關(guān)重要的作用。隨著微電子、計算機、控制論的發(fā)展，使得航空電子系統(tǒng)的發(fā)展更為迅速。1980AIN在現(xiàn)代飛機上，系統(tǒng)與系統(tǒng)之聞，系統(tǒng)與部件之間需要傳輸大量信息。航空數(shù)據(jù)總線的出現(xiàn)，為飛機內(nèi)部系統(tǒng)之問的數(shù)據(jù)傳輸提供了有效保證。航空數(shù)據(jù)總線作為航空電子系統(tǒng)的“骨架”和“神經(jīng)”，對提高現(xiàn)代飛機整體性能起著至關(guān)重要的作用。隨著微電子、計算機、控制論的發(fā)展，使得航空電子系統(tǒng)的發(fā)展更為迅速。1980AINANIC42數(shù)據(jù)資源豐富，精度高。ARINC429規(guī)范規(guī)定了航空運輸工業(yè)航空電子系統(tǒng)生產(chǎn)部門對部件、通用設(shè)計結(jié)構(gòu)及試驗規(guī)范的要求，保證在航線上使用滿意和有必要的互換性，使那些影響設(shè)備互換性的物理和電器特性達到最大程度的標(biāo)準(zhǔn)化，進行標(biāo)準(zhǔn)機載通信和電子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作和交換技術(shù)數(shù)據(jù)等。此標(biāo)準(zhǔn)在美國民用飛機上被廣泛采用。我國航工業(yè)參照ARINC429標(biāo)準(zhǔn)，于1986年頒布實旄了航標(biāo)}玎機載設(shè)備如全球定位系統(tǒng)(GPs)火控計算機、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(聃S)等都是按ARINC在現(xiàn)代航空工業(yè)中，機載A越NC．429航空電子總線系統(tǒng)是連接機載設(shè)備的神樞，它關(guān)系到ARINC-429總線上的機載設(shè)備之問能夠進行正常的通信和共同完成對的控制、操縱、信息綜合和通信、導(dǎo)航的任務(wù)研§7．1航空相機與飛機通訊原航空相機與飛機之簡傳遞數(shù)據(jù)是通過ANINC9總線來實現(xiàn)的．ANINC429數(shù)據(jù)傳輸是以電脈沖形式發(fā)送的，一個電脈沖就是l位．1個數(shù)字字(有32位)被分為5段，即：標(biāo)志段。第l～8位；源目的地識別碼，第9～lO位；數(shù)據(jù)區(qū)，第ll～28位；符號狀態(tài)碼，第29～31位；奇偶校驗位，第32位．一個數(shù)字字傳輸1個參數(shù)，如速度、溫度等．兩個數(shù)字字之問有4的第l位，就表示另一個新的數(shù)字字的開始．每個數(shù)字字的32位數(shù)據(jù)是以雙極歸零碼的形式發(fā)送出去的，如圖l所示。所謂雙極歸零調(diào)制就是指發(fā)送出去的脈沖串有三個電平，即高電平，邏輯l(+lOV)：中電平(OV)：低電平，邏輯0(一lOV)：中電平為發(fā)送一般ANINC429的發(fā)送速度有兩種：一種為高速：100kb／s；一種為低速；12～而航空相機中的429的。42940而航空相機中的429的。429404個字節(jié)里包含許多控制指令，控制航空相機的工作。如圖7．1圖7．1§7．2相機檢測儀任務(wù)仿真系通過ARIC9仿真系統(tǒng)的研制和仿真軟件的運行，在地面上全面仿真航空電子設(shè)備之間的通訊，解決總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載不平衡和提高總線傳輸效率的問題，特別是通過分析總線系統(tǒng)上的監(jiān)視記錄設(shè)備的結(jié)果，來全面評價仿真系統(tǒng)是否達到仿真的目的，證實按其仿真系統(tǒng)設(shè)計的航空電子ARIN-9總線系統(tǒng)能否滿足機載要求。研制ARI-9總線仿真系統(tǒng)，是縮短航空電子總線研制周期和保證飛機機載設(shè)備通訊正確性的有效的途徑．圖檢測儀中的相機管理仿真通道主要用于仿真載機管理系統(tǒng)中主控計算機對耜機的管理控制功能，其通訊接口依據(jù)429信號的輸入、輸出和調(diào)理，軟件部分包括解晰、處理符合此標(biāo)準(zhǔn)的所有數(shù)據(jù)流，信息流，程如圖73程如圖73圖7．3任務(wù)仿真系3發(fā)出根據(jù)設(shè)定參數(shù)發(fā)出數(shù)據(jù)總線信號，經(jīng)本通道調(diào)理后，此數(shù)據(jù)總線信號將符合載機的外掛物電氣規(guī)范，模擬載機向航空相機發(fā)出控制指令和參數(shù)設(shè)定信息，航空相機根據(jù)控到主控系發(fā)出根據(jù)設(shè)定參數(shù)發(fā)出數(shù)據(jù)總線信號，經(jīng)本通道調(diào)理后，此數(shù)據(jù)總線信號將符合載機的外掛物電氣規(guī)范，模擬載機向航空相機發(fā)出控制指令和參數(shù)設(shè)定信息，航空相機根據(jù)控到主控系統(tǒng)供檢測程序§7．3任務(wù)仿真功能的實檢測儀仿真功能的實現(xiàn)是通過軟件來實現(xiàn)的．仿真功能的實現(xiàn)過程如下：打開系統(tǒng)前護蓋，將檢測儀操作面板露出，檢測儀系統(tǒng)接好電源電纜后即可開機，在完成s操作系統(tǒng)引導(dǎo)后，系統(tǒng)將自動進入檢測儀自檢程序，如果系統(tǒng)自檢不成功，則系統(tǒng)將進入錯誤處理程序，并中斷檢測流程．如果系統(tǒng)自檢成功，則系統(tǒng)將顯示系統(tǒng)操作菜單界。相機任務(wù)系統(tǒng)仿真測試”界面如圖7．4所示圖7．4整機性能檢測操作以根據(jù)需要被修改，滿足測試的需求．下部為相機返回的狀態(tài)數(shù)據(jù)，該部分?jǐn)?shù)據(jù)為只讀．右部為操作指示，給出了相應(yīng)指令對應(yīng)的操作鍵，其操作的有效性依賴于相機返回的狀l2可以使用該操作清除準(zhǔn)備，回到初始狀態(tài)．F3有效．4發(fā)拍照指令，此指令進入工作等待狀態(tài)該指令有效．5．F6送的參數(shù)，按F6更新發(fā)送數(shù)據(jù)。F7退出任務(wù)仿真系統(tǒng)的操作界面，回到主界結(jié)航空相機內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其電控系統(tǒng)由許多塊電路板組成．在檢測故障相機時，結(jié)航空相機內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其電控系統(tǒng)由許多塊電路板組成．在檢測故障相機時，需要利用故障樹檢測原理對每個電路板進行分析，建立起整個系統(tǒng)的故障樹．根據(jù)所繪制的故障樹，分析出每一個故障的原因，找到最小割集，設(shè)計硬件電路，然后建立測試流程，完成整個相機的檢測．實驗表明，本文設(shè)計的檢測儀能夠快速有效的對航空相機研制了ARINC--429的通本論文只是利用故障樹的定性分析法對航空相機進行分析，建立故障樹，并未對其進行定量分析，這也是以后需要更深入研究的內(nèi)容．另外，還需要通過定量分析，找出影響相機故障的最主要的因素，對這些因素進行改進，從而完成對航空相機性能的提高．本論文是在我的導(dǎo)師李麗娟老師的指導(dǎo)下完成的。在注了大量心血，在此向?qū)煴硎菊鎿吹母兄x和深深的敬意。非常感謝李麗娟老師在究生三年的時間里對我的培養(yǎng)和關(guān)懷。感謝李麗娟老師給我創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)工作環(huán)境和本論文是在我的導(dǎo)師李麗娟老師的指導(dǎo)下完成的。在注了大量心血，在此向?qū)煴硎菊鎿吹母兄x和深深的敬意。非常感謝李麗娟老師在究生三年的時間里對我的培養(yǎng)和關(guān)懷。感謝李麗娟老師給我創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)工作環(huán)境和感謝呂曉宇同學(xué)、王建偉同學(xué)、宋亮同學(xué)、何秉高同學(xué)等科技大廈906室的所