基于故障樹的導彈發控系統故障模式及原因分析*

郭留河，張云峰

(裝甲兵工程學院，北京 100072)

0 引言

反坦克導彈是步兵戰車的主要反裝甲武器。導彈發控系統是導彈系統中除導彈外的車載部分，包括電視測角儀、導彈控制盒、顯控盒、操縱臺、發射托架、發射架和連接電纜等。為了便于檢查系統的技術狀態是否正常，判斷能否發射導彈，系統內置了功能較強的自檢模塊[1]。當自檢不正常時，就表明發控系統有故障，不能發射導彈。為了在出現自檢不正常的情況下，快速確定故障原因，文中運用故障樹方法，研究了該系統的故障模式和故障原因，確定了故障定位的優先等級和快速故障定位策略。

1 系統自檢原理

發控系統自檢原理如圖1所示，當狀態選擇開關置“自檢”位時，狀態控制電壓SELFC和自檢標志電壓SELF1均為低電平。給導彈系統加電后，發控系統就在微處理器的控制下依次檢查導彈控制盒初始供電電路輸出電壓、回輸信號處理電路、功率放大電路輸出電壓幅度、解鎖控制電路等關鍵電路工作的正確性，檢查發射托架解鎖電磁閥及微動開關動作的正確性，并控制測角儀變焦和自檢。當系統正常時，顯控盒上的自檢指示燈周期閃爍，否則，自檢指示燈保持常亮。

圖1 發控系統自檢原理框圖

2 故障樹建立

按照建立故障樹的一般步驟，首先將導彈發控系統故障作為頂事件T1，再將導致T1發生的直接原因“導彈發射故障A1”和“導彈控制故障B1”并列作為第二級，其中“A1”又由“發射指令失效C1”和“發射托架失效D1”兩個原因引起。導致D1失效的原因又由部件級(如發射架鎖定機構H1、導彈鎖定機構I1、電磁解鎖機構J1等)，最終搜尋到元器件級(如微動開關X22、鎖叉彈簧 X21、電磁閥 X25等)。如此逐級展開，最終找到故障樹的所有底事件，經過適當簡化后得到如圖2所示的故障樹。

圖2 發控系統故障樹

根據發控系統實際和故障定位到部件的需要，參考使用過程中的故障統計結果[2]，利用元器件計數可靠性預計法[3]，把圖2 中的底事件上移到系統部件接口或部件檢測口的可測量上，得到如圖3所示的簡化故障樹模型，其門事件含義如表1所示，各底事件的概率數值如表2所示。

圖3 發控系統故障樹簡化模型

表1 故障樹門事件含義

表2 底事件概率表

3 故障樹模型分析

3.1 事件概率計算

故障樹中各事件概率值如下:

3.2 故障樹最小割集及其重要度計算

按照Fussell法，根據圖3故障樹，通過分析得出最小割集的Fussell分割如表3。從表中可知系統有31種主要故障模式。

表3 最小割集的Fussell分割

為了快速故障定位，還應確定故障定位的優先等級，即求出各故障模式的重要度，并按照重要度從大到小的順序進行原因分析，按照Fussel和Vesely方法[4]求出的重要度如表4所示。從表中可以發現，當發控系統出現故障時，雖然有31種故障模式，但M1，M2，M4，M10，M28，M29，M30 這七種故障模式是最有可能的故障原因，因此，當系統出現故障時，首先應從M1開始，并按照重要度由大到小的的順序來分析確定故障部位。

表4 最小割集的重要度

4 結論

文中在深入分析導彈發控系統基礎上，利用故障樹分析法找到了系統的主要故障模式，確定了故障定位的優先等級，為快速故障定位策略奠定了理論基礎。實驗表明，該方法機理清晰，可信度高，可行性好，對其他復雜系統的快速故障定位策略具有借鑒意義。

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