測試點(diǎn)的優(yōu)化選擇

蒯 偉

（海軍駐南京地區(qū)通信軍事代表室 江蘇南京 210002）

0 引言

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計算機(jī)技術(shù)和大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，在改善和提高系統(tǒng)、武器裝備性能的同時，也大大增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。測試時間長[1]、故障診斷困難和使用保障費(fèi)用高等問題，從而引起了人們的高度重視。為了提高武器戰(zhàn)斗力，保證其可靠的運(yùn)行和良好的作戰(zhàn)狀態(tài)，必須對其進(jìn)行高效快速的測試診斷。

測試點(diǎn)的優(yōu)化選擇是系統(tǒng)測試性設(shè)計的重要內(nèi)容，可以及時、快速地檢測與隔離故障，提高執(zhí)行任務(wù)的可靠性與安全性[2]，縮短故障檢測與隔離時間，進(jìn)而減少維修時間，提高系統(tǒng)可用性，降低系統(tǒng)使用保障費(fèi)用。

1 測試點(diǎn)優(yōu)選的步驟

對電子武器裝備的多信號模型的測試點(diǎn)的優(yōu)選方法是利用搜索算法得到最優(yōu)的故障診斷樹[3]，其步驟如下：

1） 初選測試點(diǎn)：分析組成單元的測試信號特點(diǎn)、測試內(nèi)容和測試方法等，在被測單元各組成[4]單元端設(shè)置故障測試點(diǎn)，將初選的測試點(diǎn)添加到多信號模型。

2） 搜索算法的測試序列優(yōu)選，對建立的多信號模型[5]進(jìn)行計算，得到被測單元最優(yōu)序列和診斷方案。

3） 測試點(diǎn)優(yōu)化：根據(jù)得到的最優(yōu)測試序列，確定故障檢測、隔離用的測試點(diǎn)和測試順序[6]，在初選測試點(diǎn)基礎(chǔ)上除去冗余的測試點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際要求減少對測試性指標(biāo)貢獻(xiàn)較小的測試點(diǎn)。

電子武器裝備測試點(diǎn)的優(yōu)化選擇是極為重要的，其設(shè)置適當(dāng)與否直接關(guān)系到該武器裝備[7]的被測單元的測試性水平、診斷測試時間和費(fèi)用。該系統(tǒng)的主系統(tǒng)、分系統(tǒng)、內(nèi)部模塊和電路板都要進(jìn)行優(yōu)選測試點(diǎn)，選出自己的檢測測試點(diǎn)和隔離測試點(diǎn)，不僅能去除許多冗余測試點(diǎn)，還能迅速地隔離或定位故障，依次從上到下，從主系統(tǒng)中查出分系統(tǒng)故障，從分系統(tǒng)中再查出內(nèi)部模塊和電路板故障，確保在較低的測試費(fèi)用下，以盡可能少的測試步驟快速查找該武器裝備故障[8]的位置，可及時的替換或修改，迅速提高該武器裝備的使用效能和保障費(fèi)用。

2 測試點(diǎn)優(yōu)選的步驟

比如對某型有故障的武器裝備進(jìn)行了測試，從上到下都優(yōu)選了測試點(diǎn)，從主系統(tǒng)中查出某分系統(tǒng)有故障，從該分系統(tǒng)中查出了該武器裝備的增益控制有故障，其性能的主要參數(shù)為增益、線性度、截止頻率、轉(zhuǎn)換速率、失調(diào)電流等初選了21個測試點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 增益控制多信號模型圖

① 建立相關(guān)性矩陣

合并矩陣中（見表1）相同的列為TP1和TP3、TP10和 TP13、TP16和 TP17、TP15和 TP18、TP2和TP4，測試點(diǎn)3、4、13、17和18是多余的，可以去掉。

② 選擇檢測測試點(diǎn)和隔離測試點(diǎn)

首先選用WFD值最大的測試點(diǎn)TP21為第一個檢測測試點(diǎn)，分割矩陣后, D10為C3、R7、R8和R9，再用TP14測試點(diǎn)為第一個隔離測試點(diǎn)，可分割為R8、R9和C3、R7，再用TP19和TP15就可分割為單行。D11為C1、C2、R1、R2、DA、DB、D2、V1、R3、R4、R5 和R6，用TP12為第二個隔離測試點(diǎn)，d21為C1、C2、DA、DB、D2、V1、R3和R4，用TP9為第三個隔離測試點(diǎn)；d20為R1、R2、R5和R6，再用TP11為第四個隔離測試點(diǎn)。d31為C1、C2、DA、DB和D2，再用TP7后可分割為C1、DA、D2和C2、DB，用TP8可把C2、DB分割到各單行，而C1、DA、D2用TP6后可分割為C1、DA和D2，再用TP11就可分割為單行，d30為V1、R3和R4，再用TP14后，可分割為R4和R3、V1，再用TP19，就可分割為單行。d41為R1、R2和R5，再用TP5和TP8，就可檢測到各單行，d40=R6，只有一行了。表1為增益控制多信號相關(guān)矩陣。

表1 增益控制多信號相關(guān)矩陣

圖2 增益控制故障診斷樹

③ 診斷樹

根據(jù)表1所列矩陣和測試點(diǎn)優(yōu)選結(jié)果分析，優(yōu)選了12個測試點(diǎn)，分別別為TP5、TP6、TP7、TP8、TP9、TP11、TP12、TP14、YP15、TP19、TP20和 TP21,首 先 測 TP21，當(dāng)TP21為不正常時，故障發(fā)生在C1、C2、R1、R2、DA、DB、D2、V1、R3、R4、R5和R6之中，用TP12測試，如果結(jié)果不正常，故 障 發(fā) 生 在 C1、C2、DA、DB、D2、V1、R3和R4之中，再用TP9測試，如果正常，則故障發(fā)生在V1、R3和R4之中，再用TP14測試，如果結(jié)果不正常，則結(jié)果在R3和V1之間，再用TP19測試，如結(jié)果為正常，故障在V1，如結(jié)果不正常，故障發(fā)生在R3。圖2為增益控制故障診斷樹。（圖中“0”表示為正常，“1”表示為不正常）

④ 結(jié)果分析

最后優(yōu)選了12個測試點(diǎn)，比初選測試點(diǎn)少了9個測試點(diǎn)，運(yùn)用TEAMS軟件建模與評估。圖3為該系統(tǒng)增益控制優(yōu)選測試點(diǎn)的多信號圖，圖4為增益控制優(yōu)選測試點(diǎn)的指標(biāo)。

圖3 增益控制UUT多信號圖

圖4 增益控制優(yōu)選測試點(diǎn)指標(biāo)

以單增益控制器為指標(biāo)，優(yōu)選測試點(diǎn)后，能使故障檢測率和故障隔離率都能達(dá)到100%，模糊組為1.00。

以最少的測試點(diǎn)在較短的時間內(nèi)可檢測隔離故障，而且對故障率高的部件可優(yōu)先得到檢測和定位，可迅速發(fā)現(xiàn)該故障的位置。

3 結(jié)論

本文分析了系統(tǒng)的相關(guān)性矩陣，將測試性度量和故障概率統(tǒng)一考慮，推導(dǎo)出測試點(diǎn)的故障診斷信息量計算公式，然后根據(jù)信息量的大小依次選擇測試點(diǎn)，并確定出優(yōu)化的故障診斷策略。優(yōu)選測試點(diǎn)可補(bǔ)上已遺漏的測試點(diǎn)，去掉冗余測試點(diǎn)，可運(yùn)用TEAMS軟件對以上測試點(diǎn)進(jìn)行評估，并可得到優(yōu)化的性能評估，總以最少的測試點(diǎn)在較短的時間內(nèi)檢測隔離故障，可迅速的發(fā)現(xiàn)電子武器裝備故障的位置，可及時的修改、替換，節(jié)省維修時間和費(fèi)用，迅速提高該系統(tǒng)的使用效能。

[1]李巖.武器裝備的測試性[J].現(xiàn)代防御技術(shù),1994(1):26-31.

[2]陳光俞.現(xiàn)代電子測試技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2001.

[3]孫志學(xué).武器裝備可靠性與維修性指標(biāo)體系[J].四川兵工學(xué)報,1994,4(15):182-184.

[4]張向榮.電子系統(tǒng)維修性、測試性分析與設(shè)計方法討論[J].航天控制,2004,22(5):81-83.

[5]赫赤,趙克定,曹健.軍用測試系統(tǒng)的可靠性設(shè)計[J].測控技術(shù),2005,8(24):55-60.

[6]張超,宋東,許家棟.智能機(jī)內(nèi)測試研究終述[J].計算機(jī)測量與控制,2007,15(2):141-145.

[7]龔凱旋,黃考利.基于多信號流圖的飛控系統(tǒng)實(shí)時故障診斷[J].電光與控制,2006,13(6):89-92.

[8]王醒華,田仲.確定測試性設(shè)計要求的方法[J].測控技術(shù),1995,14(6):9-12.