艦艇指控設備集成測試系統(tǒng)的研究*

俞育新

(浙江凱靈船廠 舟山 316000)

1 測試需求分析

隨著國防現(xiàn)代化水平的提高,未來戰(zhàn)爭對綜合電子信息系統(tǒng)依賴性更強,對戰(zhàn)時保障提出了極高的要求。作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)是信息化的核心,是部隊戰(zhàn)斗力重要組成部分,因此保證其系統(tǒng)的完好性至關重要。

一般作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)的主要功能如下:

1)收集來自雷達、聲納、數(shù)據(jù)鏈、電子戰(zhàn)等探測設備送來的信息,進行綜合處理;

2)顯示各種戰(zhàn)術態(tài)勢圖形及各種參數(shù);

3)輔助戰(zhàn)術決策計算,進行目標指示,實現(xiàn)作戰(zhàn)指揮任務。

作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)組成一般如圖1所示。

為了便于測試各模塊,需要設計一套通用的戰(zhàn)儲測試系統(tǒng),可以交付基地作為基地級戰(zhàn)儲器材定期加電保養(yǎng),檢測器材完好性的測試設備。

圖1 作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)框圖

2 硬件系統(tǒng)設計

測試系統(tǒng)由顯控臺測試、測試桌、測試機柜等三部分組成,顯控臺測試部分可檢測顯控臺計算機和管頭顯示驅動器;測試桌可檢測中心機、航跡機以及電源;測試機柜檢測S/D機和視頻分配器。

2.1 測試桌

測試桌由數(shù)字設備單元、平板顯示器和通用電源測試儀和一臺PC機組成。

圖2 上位機通信

CPU板一方面對復位、機器的斷電等信號進行提取;另一方面收上位機的控制,為其提供故障特征信息。

智能通信板通過串口通信將設備故障特征信息以統(tǒng)一的報文規(guī)范發(fā)送給上位機。上位機上的測試診斷結果會以相應的形式在屏幕上顯示,以便快速、準確地確定故障的位置和類型,為故障的恢復做好定位工作。工作原理如圖2所示。

模擬器:由980JX計算機基本系統(tǒng)和擴展功能模塊組成。擴展功能模塊主要包括模擬器模塊、提取器模塊和圖形顯示模塊。模擬器模塊(MC、MV)模擬的點跡的正北、方位增量、視頻、主脈沖等信號在底板自環(huán)送給提取器模塊(ANKTJ、ANK)進行提取,這些模擬信號同時送給雷達掃描轉換板(RSCA)在監(jiān)視器上顯示一次信息,點跡提取后結果通過圖形板(GCB)在平板顯示器上顯示二次信息。

2.2 測試機柜

由轉換單元、分配器單元、一臺工控機組成。

測試機柜功能框圖如圖3所示。

圖3 測試機柜功能框圖

轉換單元:為了測試不同型號的S/D、D/S轉換模塊,設計一個轉換單元。同步機信號仿真器送出信號,經(jīng)過S/D轉換后通過串口發(fā)送給工控機在顯示器上顯示角度。由此可對S/D轉換及其控制模塊進行測試;角度由串口送給D/S轉換后,在角位指示器上顯示,可以對D/S轉換及其控制模塊進行測試。角位指示器和同步機信號仿真器為外購儀器。

3 軟件系統(tǒng)設計

3.1 板級測試程序

CPU測試模塊

CPU測試主要是通過對CPU主板內存進行讀、寫、拷貝、比較等操作,完成主處理器的測試。圖4是CPU 測試程序,通過1、2、3、4鍵選擇將要搬移的數(shù)據(jù)塊字節(jié)大小,把F000段地址中的數(shù)據(jù)搬移到3000段地址中,然后將搬移前后的兩段地址中的數(shù)據(jù)內容進行比較,如果數(shù)據(jù)不等,則程序退出。如果數(shù)據(jù)相等,則將數(shù)據(jù)按照Debug標準顯示格式進行顯示,直至通過選擇Q鍵停止和退出。

圖4 CPU測試程序

3.2 測試桌軟件

3.2.1 軟件部件組成

測試軟件包括:系統(tǒng)初始化部件,各通訊模塊通信處理部件;雷達視頻模擬處理部件;點跡提取功能處理部件;航跡處理軟件;光柵圖形顯示處理部件;靜態(tài)目標處理部件;串口信息處理部件。

3.2.2 故障診斷

在進行診斷前,采用故障模式與后果分析法及故障樹分析法對故障進行分析,針對每個單板都建立了一個對應的故障庫。智能故障診斷模塊實時讀取現(xiàn)場數(shù)據(jù)文件,并通過采用相應的故障診斷方法過濾現(xiàn)場數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)系統(tǒng)的診斷功能。故障診斷的分析系統(tǒng)采用閾值比較法、距離函數(shù)判斷法和故障樹分析相結合的故障診斷方法。閾值比較法將設備狀態(tài)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)所設定的設備故障閾值和報警值相比較來簡易地判斷是否有故障存在;距離函數(shù)故障診斷法將設備運行狀態(tài)的特征量與標準樣本特征量進行比較,將它們之間的距離作為判別函數(shù)來識別設備的運行狀態(tài)及故障的嚴重程度。對量值確定的信號采用閾值比較法,對幅度范圍變化較大的信號采用距離函數(shù)判斷法,綜合判斷要依賴事先建立的故障樹,對故障現(xiàn)象和故障原因的關系進行追溯推導,實現(xiàn)對故障的定位。

圖5 數(shù)字設備單元檢測程序流程圖

4 結語

本文針對主流軍用加固機的維護保障需求,設計了軍用加固計算機的嵌入式故障診斷系統(tǒng)的監(jiān)管平臺,可同時對機箱內多個單板進行管理和監(jiān)測,不依賴被測設備的運行狀態(tài),獨立供電,通過提供遠程監(jiān)測功能實現(xiàn)用戶對目標機各模塊的監(jiān)測。使用該監(jiān)管平臺能實施實時診斷,及時查看軍用加固機各單板的狀態(tài)并進行故障定位。系統(tǒng)運行穩(wěn)定、測試準確。

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