關于航空電子設備故障診斷技術的分析

張曉敏

（海軍裝備部，四川成都，610073）

1 航空電子設備故障類型

航空電子設備故障類型主要包括自動檢測設備的故障、航空電源設備故障、計算機控制系統故障。

一是自動檢測設備的故障。自動測試裝置是整個航空電子結構的一個非常重要的組成部分。如果這種自動測試設備以板卡形式呈現出來時，那么很容易造成板卡連接失敗或者出現錯誤接觸的情況。通常航空電子設備采取的是封裝式的處理方法，因此當設備的自動檢測模塊發生破壞性錯誤時，則無法對故障發生的元件進行準確判斷。通過將主板中需要局部焊接的孔連接起來，但由于受到液體腐蝕、濕環境、高溫和高壓的影響，則很容易發生銹蝕的情況，甚至難以更好的接觸起來。

二是航空電源設備故障。由于所有航空設備的每個模塊都有電氣部件，所以電氣故障已經成為航空設備中常見的故障。電源主要用于為航空提供能量，而故障發生時主要是電源順時過載或者電源燒毀所出現的短路情況。穩壓芯片在穩壓電源中發揮著重要的作用，所以在進行這種故障檢測時，我們必須側重于檢測調節電壓芯片，然后再檢測其它元件，如圖1所示。

圖1 航空電源設備線路圖

三是計算機控制系統故障。計算機控制系統是整個網絡結構的一個非常重要的組成部分。計算機控制系統的錯誤主要與隨機代碼、亂碼等有關。隨機代碼是計算機信號處理系統的失敗情況；內容錯誤是顯示控制系統的失敗。這使得通常難以安裝和替換數字和模態信號，并且顯示處理器通過檢測內容誤差而被視為重要的檢測中心，并且根據處理器的檢測狀態來評估裝置的誤差；亂碼則是通過檢測DA裝置來保證航空電子設備正常運行，并檢查好線路是否通暢，及時做好航空電子設備維修工作。

2 航空電子設備故障診斷技術分析

2.1 電子電路故障診斷

電子電路故障診斷技術主要涉及到數字電路故障診斷和模擬電路故障診斷兩種類型。

2.1.1 數字電路故障診斷方法

在數字電路設備的運行過程中，各個電路、設備和元器件常常會出現多樣化的故障，所以為了能夠準確的對電路所發生故障的位置進行診斷，則需要對發生的故障進行合理分類，也就是故障的模型化。在數字電路設備中較為常見的模型化故障主要包括橋接故障、固定型故障和暫態故障。因此，針對這些模型化的故障可采取偽窮舉測試法、測試碼生成法。偽窮舉測試法則是立足于偽舉測試法的基礎上合理的進行電路劃分，讓每一個被劃分的電路再進行窮舉測試，這樣能夠在一定程度上減少測試數，這樣便能夠保證數字電路設備正常運行；測試碼生成法在應用的過程中主要就是對電路中存在的故障進行全方面檢測，并充分利用D算法和布爾差分法生成測試碼，以此保證故障定位的準確性和科學性。

2.1.2 模擬電路故障診斷

當前非線性系統理論在不斷發展中推動了模擬電路故障診斷技術的進步，所采取的方法主要包括：測前模擬診斷和測后模擬診斷。①測前模擬法。測前模擬法在應用過程中的一種典型的方法就是故障字典法，常常被應用于模擬電路的故障診斷中。通常響應的方法主要是利用計算機平臺采取仿真措施，而且還能夠在實際的電路上進行仿真。通常在獲取了被測電路施加和測前模擬時的相應特征之后，再根據這個特征進行故障查找。②測后模擬法。測試后模擬法稱為故障分析方法。主要特征是根據測量信息模擬電路，所以在測試之后可采取參數識別技術和故障證實技術兩種方法。其中，一是參數識別技術：根據拓撲關系，與輸入激勵和外圍網絡的輸出響應它可以識別網絡的所有參數（或額定值的參數偏移），并最終根據檢索參數的公差來識別網絡中的參數，然后再查找參數公差邊界一起識別網絡的錯誤元素。參數識別也被稱為組成值的溶解性問題。二是故障證實技術：故障證實技術的基本構想是預先猜測電路中的誤差，并根據測量的數據確定該構想是否正確。如果兩者都匹配假設是正確的，錯誤位置被切斷，如果電路中有多種類型的缺陷，且各種缺陷的組合數量很大，所以測試和驗證每個假設的負擔則必須更大。為了減少工作量并考慮到模擬電路的公差，通常使用網絡分離方法（也稱為電路切割法）。通常這種分級診斷的方法能夠切實提升診斷的效率。

2.2 電子設備故障診斷

故障診斷是一種應用過程中的識別和分類問題，所以當前所采取的錯誤診斷方法主要包括信號處理方法、基于模型的分析方法和基于知識的故障診斷方法。

（1）基于信號處理的方法。信號處理方法包括使用信號模型，例如頻譜變化、函數和波形，分析可測量的信號，區分頻率變化的特征值和檢測誤差。

（2）基于解析模型的方法。根據診斷對象的數學模型，測量的信息必須按照適當的方法進行處理和診斷。比較測試對象的精確數學模型，側重于比較測試對象的可測量信息與模型表示的信息，并通過進一步的分析和處理進行錯誤診斷。

（3）基于知識故障診斷。針對知識故障診斷方法可不用設計精確的數學模型，而主要采取模糊故障診斷、專家系統故障診斷。專家系統故障診斷方法。這種方法主要是在計算機收集了被診斷對象的信息之后，使用不同的原則（專家經驗）進行一系列推理，隨時調用各種應用程序，并在這種程序應用的過程中向廣大用戶索取一定的信息，這樣便能夠很快速的找到最終錯誤或最可能存在的錯誤，然后由用戶確認。通常專家系統故障診斷方法的組成內容如圖2所示。

圖2 故障診斷專家系統結構圖

數據庫：整個網絡診斷系統內的數據庫內容必須是一種實時狀態的數據，所以在進行離線診斷的過程中，即通過存儲由該成員檢測到的錯誤或某些特性數據，如圖3所示。

圖3 數據庫診斷圖

知識規則庫：系統的工作環境和系統知識均可作為重要的保留知識點，而該系統應用的原則基礎是一套反映系統因果關系的原則，其主要是應用于故障推理，所以知識庫是專家領域知識點的重要集合。

人機接口：人機信息的重要交接點主要指的是人類系統與專家系統。

推理機：根據所獲得的信息，不同的規則被用于診斷錯誤和結果，是屬于診斷專家控制系統的組織結構。

專家系統故障診斷的主要目的是利用診斷專家的知識和經驗，有效地應用于機械系統、設備和電子化學設備中的故障診斷。同時，這種方法在應用的過程中也會受到自適應能力、學習能力和實時性方面的限制。

3 結束語

航空電子是航空飛行器的重要組成部分，是很容易發生故障的一個部件。通過在航空電子設備中采取故障診斷技術，合理采用電子預測技術和嵌入式智能傳感器等高速的數據處理技術，構建起高智能化的航空電子設備故障診斷平臺，有效提升航空電子設備的診斷效率，保證航空電子設備的正常應用。