基于CAN总线的某型数字化战车自动测试系统设计

针对现代数字化战车电气与电子系统技术复杂、各分系统关联程度高、维修保障困难等问题,设计了一种基于CAN总线的数字化战车自动测试系统;整体设计基于模块化思想,充分利用车载备用总线,综合运用了DSP+ FPGA控制处理技术、AFPN智能故障诊断技术,在诊断过程中对功能模块的每个扩展方向分别建立模糊Petri网模型,能够对车载电气与电子系统进行分系统独立测试和全系统联合检测,具有快速故障定位能力和拓扑适应能力;采用适配器与上位机测试软件的分体式设计,实现了平台物理资源复用,从而实现了底层设备的通用、互换,保障了测试一致性;应用表明,该系统能够较好的适用于现代数字化战车的维修保障,使用方便,故障诊断快速有效.     

某型飞机发动机故障诊断专家系统设计

针对某型飞机发动机故障诊断困难以及视情维修对维修技术提出的更高要求,利用专家系统人工智能技术设计了该型飞机发动机故障诊断专家系统;该系统利用自动检测技术获得发动机状态参数,通过智能诊断实现故障定位;系统利用模块化设计思想进行了人机交互界面设计、故障知识数据库建立、推理机制设计、获取知识程序设计及解释程序设计,实现了发动机故障的快速定位,提高了发动机诊断维修的时效性,保证了发动机的完好率。     

基于虚拟仪器的某发射设备故障诊断系统

为实现对某发射设备快速故障定位,基于虚拟仪器技术设计开发了该设备的故障诊断系统,详细阐述了系统软硬件的设计与实现方法;针对顺序控制的特点,提出了按工步进行故障诊断的思想;利用数字滤波技术有效地消除了干扰,提高了诊断结果的可靠性;使用表明,系统性能稳定可靠,故障定位快速准确,极大地提高了设备维修保障效率和生存能力.     

基于Labwindows/CVI的数字电路板检测与故障诊断系统

为了实现对某型测试设备中数字电路板的快速准确检测,提高装备的维护保障能力,设计了一种基于Labwindows/CVI的数字电路板检测系统。该检测系统软件采用Labwindows/CVI作为开发平台,能够实现装备中的数字电路板的功能验证与故障诊断测试,能够满足内外场数字电路板卡快速检测和故障诊断的需要。实际应用表明,该系统具有检测准确、故障信息准确率高、稳定可靠、操作方便的特点,该系统的应用提高了装备的维修保障能力。     

基于小波分析的某型装备发动机分布式在线检测系统设计

针对现代战车大型发动机强干扰下的在线故障检测需求,设计了一种基于小波分析的某型发动机分布式在线检测系统;整体设计基于分布式设计思想,在某型发动机合适部位设置检测节点,通过CAN总线传递数据到显控中心;利用CAN总线进行数据传送,提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差,增强了故障分析的准确度;显控中心综合运用了小波变换和模式识别技术进行故障诊断,具有快速故障定位能力和拓扑适应能力;应用表明,该系统能够较好地应用于某型发动机的在线监控,使用方便,故障诊断快速有效,解决了发动机在线预警和故障诊断的问题。     

基于测试诊断一体化技术的雷达导引头技术支援系统设计

导引头是导弹技术准备与维修保障的关键部件之一,传统的导引头测试系统只注重导引头的性能检测,缺乏必要的故障诊断手段与维修决策功能,制约着导引头保障能力与战备水平的提高;采用综合测试与故障诊断一体化技术,在传统导引头测试系统的基础上构建了一套集性能检测、故障诊断、维修决策功能于一体的导引头综合技术支援系统;阐述了系统设计的基本方法和实现过程,包括设计思想、总体方案、状态监控与安全管理、测试与故障诊断软件的一体化设计等内容;实践表明,该系统能有效降低维修成本,减少对操作人员的技能要求,缩短导引头维修保障时间,提升导引头测试装备的技术水平和层次。     

便携式雷达电源检测维修系统设计

针对某大型相控阵雷达装备电源系统维修过程中型号多、数量大、维修周期长、检测维修难的问题,设计了一种便携式电源检测维修系统;该系统由FPGA核心板、数据采集板、ePC-K70-Lite-L一体化模组组成,集成维修人员故障维修经验,通过数据处理及故障诊断软件分析采集的电源数据,最终实现对多种类电源故障的快速检测维修;该系统可对该型雷达3大类13种电源实现在线控制、参数读取和赋值,最多同时可对7组电源参数实现在线检测,测试时间由5分钟缩短到10秒内,电源检测准确率达99 ％以上,不依靠外接电源可连续工作达5小时以上;本系统投入使用4年以来,运行稳定、易于操作维护,检测维修多种类电源达800余次,极大提高了装备的自主保障能力和维修效率,提升了装备的任务执行成功率.     

基于VXI总线的飞机航姿设备综合测试诊断系统

为实现对飞机航姿系统的综合测试与故障快速诊断,采用VXI总线技术建立了飞机航姿没备综合测试系统,并设计了一个基于知识的故障诊断专家系统;对该系统的硬件和软件组成进行了介绍,对关键技术问题进行了分析并提出了解决办法;该测试诊断系统极大提高了航姿设备的维修与排故效率。     

基于ATML的机载电子系统原位测试系统设计与实现

针对直升机机载电子系统在执行任务过程中故障检测和隔离困难,外场维修保障效率低下,且缺乏快速有效故障检测工具现状的问题,设计了基于ATML标准的机载电子系统原位测试系统。阐述了原位测试系统的基本组成、工作原理、硬件结构、软件架构和测试电缆转接设计方法,以某型机载配电系统为案例进行原位测试需求分析及测试方案设计。利用基于ATML标准的测试软件平台SGTS进行原位测试程序开发,并将该方法应用至某型直升机原位测试系统研制。经实际验证,该原位测试系统的使用大幅提升了机载电子系统的故障检测与隔离率指标,为直升机外场排故提供了有效便捷的手段,提高了外场维护效率。     

指控系统网络设备离线测试系统设计

指控系统网络设备在时间、空间上的信息协调量大,结构组成复杂,综合保障难度大[1];文中从维修保障的角度,针对指控系统网络设备接口类型多、智能化程度高和测试层次分明、故障定位要求精度高等特点,研究了性能测试指标和故障诊断测试方法,开发了基于ARM的测试系统;系统提出了一种模拟组网测试技术,构建虚拟网络环境,形成测试回路,实现对网络设备的离线测试;对于目前复杂的指控系统网络设备测试诊断具有重要现实指导意义。     

基于定性趋势分析的非线性系统故障诊断研究

针对未知的多变量非线性动态系统,提出了一种新型的基于定性趋势分析的故障诊断方法。该方法采用区间半分法提取识别趋势,用模糊趋势匹配算法将实时趋势与规则知识库中的各种典型故障的特征趋势相匹配,实时诊断系统故障。将故障诊断方法成功应用到一个连续的多变量三水箱系统。     

Adaptive observer design for robust fault estimation

In this article, fault diagnosis for a class of linear systems based on adaptive observer is investigated. Linear systems without model uncertainty are first considered, and two adaptive observers are designed for fault identification. The first one uses optimal design for minimizing the estimation error. The second one can achieve asymptotic fault estimation. The general situation where the system is subjected to either model errors or external disturbance is then discussed. Robust adaptive control techniques are applied to guarantee the convergence to a bounded set. Simulation of sensor fault diagnosis for an induction motor is presented to verify the effectiveness of the proposed method.     

An integration mechanism for multivariate knowledge-based fault diagnosis

A design of a multivariate knowledge-based fault diagnosis system is described in this paper. The proposed design is based on a novel strategy, which integrates multivariate statistical process control (MSPC) monitoring into knowledge-based (KB) fault diagnosis both qualitatively and quantitatively using expert system technology. The integration mechanism mimics how process engineers combine their process knowledge with Principal Component (PC) score contribution, PC score deviation contribution and square predicted error (SPE) contribution of principal component analysis (PCA) projection in diagnosing anomaly. The system has been successfully implemented in G2 environment. A dynamic simulation of a continuous stirred tank reactor (CSTR) running a second order exothermic reaction was used to test the proposed system. Testing results clearly indicated that the system produces more contrasting probabilities between all possible exogenous causes and it can give accurate diagnosis when the process upsets were undetected by univariate monitoring.     

基于模糊贴近度的粒子滤波故障预测

复杂设备的故障特征具有不确定性,非线性等特点,为预防故障可能造成的严重后果,提高故障预测准确性是非常必要的.针对故障预测具有不确定性的特点,本文将模糊数学中的模糊贴近度和粒子滤波算法相结合设计故障预测的方法.新方法利用隶属度函数设计了描述系统运行正常的正常模糊子集和运行异常的异常模糊子集,利用粒子滤波算法计算系统运行的预测值,并计算预测值的正常隶属度;再分别计算预测值的正常隶属度与正常模糊子集和异常模糊子集的贴近程度来实现故障预报.该方法通过三容水箱系统T2水箱水位变化预测三容水箱系统是否出现故障和通过UH-60行星齿轮盘裂纹何时开始增大的故障进行实验,并同基于改进余弦相似度的粒子滤波故障预报、基于随机摄动粒子滤波器的故障预报算法和基于粒子滤波的FDI方法进行了对比.实验验证了该方法的可行性,可及时准确地预测出系统故障.     

基于多信号模型的故障诊断策略设计

对基于多型号模型的故障诊断策略设计进行了深入研究,介绍了多信号模型的定义和表示,提出了在单故障假设及不考虑组成单元可靠性、测试时间和测试费用影响下的故障检测用测试和故障隔离用测试优选算法以及故障诊断策略制定方法,并结合示例说明了诊断策略的设计过程;文中所提出的诊断策略设计方法能够以尽可能少的测试完成故障检测和隔离,按此方法设计的诊断策略具有自适应特性,适用于各类系统和设备的测试性分析与设计和故障诊断。     

一种便携式船舶气象仪仿真仪

为了解决船舶气象仪维修过程中存在的故障诊断困难、对维修人员要求较高以及专家随船维修不现实等问题,研制了一种便携式船舶气象仪仿真仪。该仿真仪的硬件部分采用模块化设计,主要模块均设计有基于AVR单片机的低功耗嵌入式系统,各模块间通过CAN总线连接,并可按需组态;软件部分设计有基于专家知识库和故障树分析法的专家系统故障诊断模型。试验结果表明,该仿真仪能够对现有各型号船舶气象仪的故障进行快速识别和准确定位,从而大大提高了船舶气象仪的维修保障能力。     

Data-driven realizations of kernel and image representations and their application to fault detection and control system design

This paper deals with the data-driven design of observer-based fault detection and control systems. We first introduce the definitions of the data-driven forms of kernel and image representations. It is followed by the study of their identification. In the context of a fault-tolerant architecture, the design of observer-based fault detection, feed-forward and feedback control systems are addressed based on the data-driven realization of the kernel and image representations. Finally, the main results are demonstrated on the laboratory continuous stirred tank heater (CSTH) system.     

基于异步IMM融合滤波的网络化系统故障诊断

针对一类带随机丢包的异步多传感器网络化系统,提出了基于网络化异步交互式多模型（Interacting multiple model,IMM）融合滤波的故障诊断方法.考虑不同传感器通道具有不同丢包概率的情况,将未知的故障幅值看作扩维的系统状态,利用提出的网络化异步IMM融合滤波算法对由系统正常模型和各种可能的故障模型构成的模型集进行滤波,根据模型概率进行故障检测和定位,同时得到故障幅值和系统状态的联合估计.提出的方法避免了传统IMM故障诊断方法模型集设计中故障大小难以确定的问题,适用于具有任意采样速率和任意初始采样时刻的异步多传感器网络化系统,并且通过融合多个传感器的信息提高了故障诊断的准确性.仿真实例验证了所提出方法的可行性和有效性.     

模型未知的离散事件系统故障诊断方法

针对离散事件系统模型难以建立的大型实际系统,无法对其进行有效故障诊断的问题,提出一种基于主动学习的故障诊断方法。首先,为获取到的系统事件日志添加正常/故障标签,并将日志集划分为训练集和测试集,提出一种基于抽象技术的迭代算法提取训练集中日志的故障特征样本。然后,通过故障特征样本构造初始故障识别器,并利用测试集中的日志检验识别器的准确性。仿真结果表明,该故障诊断算法使得模型未知下诊断精度更高。最后,实例说明系统模型未知下故障诊断算法的应用。与现有研究相比,提出的方法可以在系统模型未知下进行故障诊断且算法复杂度为多项式,诊断精度更高,应用范围更加广泛。