航电组件功能维护测试点选取方法技术

本发明专利技术公开了一种航电组件功能维护测试点选取方法，对模拟电路测试方法进行了分类分析，重点分析了故障字典法；在此模糊集的基础上，建立起测试点优选的数学模型；选取最优测试点，并且测试点数量尽可能少，测试点的优选策略的建立，通过数学模型和故障诊断分析方法制定测试点的优选方案，以最低的测试代价实现最高的故障检测率及故障隔离率，提出一种新的测试点优选算法，结合实际电路进行仿真，解决了传统模糊集划分和测试点选取不够优化的问题，提高了模拟电路系统故障检测和隔离的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空电子设备测试
，特别是涉及一种。
技术介绍
目前模拟电路故障测试理论发展比较缓慢，原因大致有两个一是模拟系统的集成度较低，传统的模拟电路规模也较小，因此采用人工测试和维修还可满足实际需要，且工业生产没有提出相对规模较大的数字系统测试那样的迫切要求，所以模拟电路的测试和诊断的研究缺少强大的动力。另一个原因是模拟电路的测试与诊断远比数字系统困难，因此，无论在理论上还是在方法上均尚成熟，可付诸实用的方法相对较少。主要原因有1、模拟电路的故障现象往往十分复杂，故障状态是无限的，故障特性是连续的，难以作简单的量化。而在数字电路中，一个门的状态一般只有两种可能，因此，故障特性是离散的，整个系统的故障状态是有限的，便于处理。2、模拟电路的输入与输出关系比较复杂，即使是线性电路其输出响应与各个元件参量之间的关系也往往是非线性的。3、一个实用的模拟电路中，电路规模越大，反馈回路也就越复杂。而对一个复杂反馈回路的模拟电路仿真计算，需要通过迭代计算实现，计算量大而且复杂的。4、虽然模拟电路中非故障元件的参数标称值是已知的，但一个具体电路的实际值会在其标称值上下作随机性的变动，一般不能完全等于其标称值。5、模拟电路中的电流是一个重要的参数，也是故障信息的重要组成部分。但是在实际测量时，除输入端口和输出端口可以比较方便地测到电流参数外，一般电路中的支路电流均不宜甚至不可测量，通常只能通过测量电压来得到。在航电设备的故障诊断和测试中，测试点的选取是要考虑的重要因素。测试点优选的目的就是要用最少的测试点、最低的测试代价实现最高的故障检测率及故障隔离率等可测性指标。目前，测试点优选的方法主要有通过求解最小测试集来选取最优测试点。另夕卜，还有基于参数，如信息熵、故障特征函数、敏感度因子和最大故障特征熵等建立测试点的优选策略。因此，基于机载电子设备维修和设备发生故障的实际情况，实现电路测试点的优选，还需要研究新的方法。尽管我国在电路故障诊断方面已开展了研究并取得了很多研究成果，但国内民用飞机设计方面的落后导致了维修技术的落后，造成我国的维修设备基本依赖进口、维修能力低、国外送修率高的现状。一般的航空维修企业对于复杂的机载电子设备只能达到组件级和板卡级的测试水平，深度的元件级维修则依靠国外维修企业和相应的设备供应商，因此维修成本相对较高，维修周期很长。机载电子设备的升级换代使我国原有的维修设备丧失维修能力，行业壁垒和技术封锁使我国的自主生产能力处处受限。由于技术和生产能力的不足，业已开始的国产大飞机项目对于机载电子设备的策略是全球采购，这意味着后期的使用及维修工作仍要受制于人。为了彻底改变这种现状，必须遵循从引进吸收到自主生产的过程。对于机载电子设备的故障检测领域而言，重点在于关键技术的研究，突破点就是研究航电设备故障诊断和测试方法。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是:提供一种，通过研究典型的现代民用机载电子设备的模拟电路故障诊断方法，对模拟电路测试方法进行分类分析，重点分析故障字典法，选择最典型最具有应用价值的直流故障字典法进行实用性研究。然后在充分研究传统直流故障字典法原理的基础上，对字典法中的关键技术展开实用性研究，在此模糊集的基础上，建立起测试点优选的数学模型。并提出一种新的测试点优选算法。在分析了传统故障字典法和改进故障字典法的优缺点之后，结合实际电路进行仿真，以期成功解决传统模糊集划分和测试点选取不够优化的问题，进而提闻1旲拟电路系统故障检测和隔尚的效率。本专利技术主要解决的技术问题包括:1.在航电设备的故障诊断中模拟电路的测试点选取方法，选取最优测试点，并且测试点数量尽可能少。2.测试点的优选策略的建立，通过数学模型和故障诊断分析方法制定测试点的优选方案。3.以最低的测试代价实现最高的故障检测率及故障隔离率。本专利技术所采用的技术方案是:，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、提取被测系统模拟电路在各种故障状态下的电路特征，包括测试点的支流电位向量、网络的幅频特性，然后将提取的电路特征与故障一一对应关系列成一个故障字典，在实际诊断时，只要提取被测系统模拟电路的实时特征，就可以从故障字典中查出此时对应的故障，故障字典法的理论基础是故障模式的识别； 步骤2、利用PSPICE对被测系统模拟电路中的元件进行故障仿真，得到节点电压增量和各个节点在不同电路状态下的电路响应的均值和方差，再利用Matlab程序计算出模糊相似矩阵做等价变换，得到模糊等价矩阵； 首先设电路某测试节点的两类状态为W1和W2,x为待判别状态j的观察值；状态W1和W2的先验概率分别为P(W1)和P(W2) , W1状态下和W2状态下观察值力的状态条件概率分别为P(χ|W1)和[j(x|W2);其次通过利用贝叶斯概率公式推导出:本文档来自技高网...

【技术保护点】
航电组件功能维护测试点选取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、提取被测系统模拟电路在各种故障状态下的电路特征，包括测试点的支流电位向量、网络的幅频特性，然后将提取的电路特征与故障一一对应关系列成一个故障字典，在实际诊断时，只要提取被测系统模拟电路的实时特征，就可以从故障字典中查出此时对应的故障，故障字典法的理论基础是故障模式的识别；步骤2、利用PSPICE对被测系统模拟电路中的元件进行故障仿真，得到节点电压增量和各个节点在不同电路状态下的电路响应的均值和方差，再利用Matlab程序计算出模糊相似矩阵做等价变换，得到模糊等价矩阵；????首先设电路某测试节点的两类状态为????????????????????????????????????????????????和，为待判别状态的观察值；状态和的先验概率分别为和，状态下和状态下观察值为的状态条件概率分别为和；其次通过利用贝叶斯概率公式推导出：；???????（1）且和服从正态分布，其中：；；同时设和相交于；为区别两个状态的最佳门限，即当；???有最小错误率；因此，取状态和状态间的为两者间的相似系数：；当时，；当，，另外；这样相似矩阵为：?????????????????????（2）式（1）中：??P（e）：为平均错误率；和为电路测试节点的两类状态；为待判别状态的观察值；和为状态下和状态下观察值为的状态条件概率；为区别两个状态的门限值；为最小错误率；?为模糊相似矩阵；式（2）中：、、、、、、、为状态和状态之间的相似系数；步骤3、通过模糊等价矩阵运算，得到故障特征差值的特征函数矩阵，应用“故障区分度”的概念表征被测电路的测试节点集对故障的区分能力，并对特征函数形成模糊集的集合运算进行优化；在此基础上提出新的测试节点优选方法；????从电路中故障集中任意抽取两个故障和，构成一个故障对(，),设为中所有的故障生成的故障对所构成的集合，则有；中元素的个数为，则中元素的个数为：??????????（3）选定一个测试节点，设在中的各种故障状态下，节点的电压标称值为；利用故障上的特征函数为，对于故障集中的其它故障的电压标称值如果满足?则说明故障的电压标称值和故障的电压标称值在同一个模糊域内，即节点无法区分此两故障；反之若?则说明故障的电压标称值和故障的电压标称值不在同一个模糊域内，即节点可以区分此两故障；因此，利用节点能够区分的故障对数来表征节点的区分能力；步骤4、测试点选取算法利用动态规划的思想对测试节点进行优选，不仅能够保证在故障可被隔离的前提下选择最少数量的测试节点，而目容易通过编程实现，实现故障诊断的自动化；节点优选基本算法可表述如下：（a）根据特征函数计算被测电路的可及节点中每一个节点的故障区分度；（b）设被测电路测试节点集为空集；（c）如果，则转至步骤（e）故障不可隔离，结束；若测试节点集包含可及节点集，并能满足故障区分度的最大；其中：为测试节点集；为可及节点集；为包含可及节点集的测试节点集；为故障区分度；为包含可及节点集的测试节点集的最大集；（d），如果测试节点集的故障区分集等于该测试节点集的对集，则结束；否则，转步骤（c）；其中：为测试节点集的故障区分集；为故障对集；（e）提示：故障集不可隔离，结束。476298dest_path_image001.jpg,777966dest_path_image002.jpg,341803dest_path_image003.jpg,401026dest_path_image004.jpg,770827dest_path_image001.jpg,864685dest_path_image002.jpg,661740dest_path_image005.jpg,706794dest_path_image006.jpg,614707dest_path_image007.jpg,563071dest_path_image002.jpg,531027dest_path_image003.jpg,502526dest_path_image008.jpg,214130dest_path_image009.jpg,515536dest_path_image010.jpg,654393dest_path_image011.jpg,175504dest_path_image012.jpg,628482dest_path_image013.jpg,348177dest_path_image014.jpg,595618dest_path_image015.j...

【技术特征摘要】
1.航电组件功能维护测试点选取方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、提取被测系统模拟电路在各种故障状态下的电路特征，包括测试点的支流电位向量、网络的幅频特性，然后将提取的电路特征与故障一一对应关系列成一个故障字典，在实际诊断时，只要提取被测系统模拟电路的实时特征，就可以从故障字典中查出此时对应的故障，故障字典法的理论基础是故障模式的识别； 步骤2、利用PSPICE对被测系统模拟电路中...

【专利技术属性】
技术研发人员：周德新，王凯，樊智勇，詹湘琳，刘岱，刘涛，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：