航空電子設備故障診斷技術研究

蔣成剛

貴陽航空電機有限公司，貴州 貴陽 550000

0 引言

隨著我國工業產業和各項科技技術的不斷向前發展，特別是融入更加先進的計算機技術后，使得航空電子設備的整體結構越來越復雜，并且設備的自動化程度越來越高，不但同一種設備不同部分之間的銜接非常緊密，各個構件之間的耦合關聯也比較復雜，在設計使用過程中需要保證其具有一種整體性的運轉模式。如果航空電子設備某個位置產生嚴重故障，可能會引發一系列連鎖故障反應，導致電子設備無法正常運行，輕者會出現停機情況，嚴重情況下會造成航空設備出現災難性事故。因此，必須對航空電子設備故障進行全面判斷和分析，有效引入更加先進的設備故障診斷方法，以保證航空電子設備的穩定性。

1 航空電子設備常見故障類型

1.1 自動檢測設備故障

自動檢測設備是整個航空電子系統結構中的重要環節。如果這種自動測試設備以板卡的形式進行呈現，那么很容易出現板卡連接失效，或者是出現線路連接錯誤等問題。通常情況下，航空電子設備使用的是封裝式的處理模式，一旦在設備自動檢測工作模塊產生破壞性錯誤問題，則難以對故障元件進行綜合判斷和分析。為此，將設備主板中需要進行局部焊接的連接口進行連通，但是由于受到腐蝕性液體、潮濕環境、高溫條件、高壓條件等影響會造成生銹問題，導致無法完全形成接觸[1]。

1.2 航空電源設備故障問題

因為航空設備各個工作模塊都有電氣部件，所以電氣故障問題逐漸發展成為航空設備的常見故障形式。這些設備主要為航空設備提供能量，當設備產生故障時，主要是電源瞬時過載，或者是由電源燒毀產生短路所造成的。電子設備中的穩壓芯片，在穩壓電源中發揮出明顯優勢，因此在進行故障檢測過程中，需要充分重視電壓芯片的檢測以及調解工作，再進行其他軟件的相關檢測。

1.3 計算機控制系統故障問題

計算機控制系統屬于整個系統結構中非常重要的部分之一，其故障主要與計算機的代碼、亂碼等問題相關。隨機代碼是影響計算機信號處理系統的關鍵點，其內容表現錯誤是由顯示控制系統的失效問題所造成的。因此，通常情況下無法以安裝和替換數字新號，顯示器處理器在檢測工作內容方面會產生誤差，需要根據處理器的檢測工作狀態，有效評估該裝置的系統故障問題。

2 航空電子設備故障診斷技術

2.1 數字電路故障診斷

在數字電路設備的運行工作過程中，各個不同環節的電路設備以及對應的元器件，經常會產生各種多樣化故障問題。為了實現對各環節電路所產生的故障問題情況的精確判斷，需要對故障類型進行合理區分，即構造問題的模型化處理。在數字電路設備中，比較常見的模型化故障問題，主要表現在橋接故障、固定型故障和暫態故障。針對上述問題可以采取不同的診斷工作方法，如測試碼生成法、偽窮舉測試法等。其中，偽窮舉測試診斷工作方法主要是基于偽舉類測試工作的基礎上，對電子設備的電路情況進行分析，保證每一個被劃分的電路在進行偽舉測試工作，可以最大限度地降低測試工作次數，保證數字電路設備的正常運行[2]。測試碼生成法主要是在使用工作中，對電路中存在的不同問題進行整體性檢測，同時通過使用遞算法和布爾差分法生成相應的測試碼序列，保證故障問題定位的精確性。測試碼生成法流程如圖1所示。

圖1 測試碼生成法流程圖

2.2 模擬電路故障診斷

當前在非線性系統理論研究工作的開展背景下，推動了模擬電路故障診斷技術的快速發展和進步。在工作過程中所采用的方法，主要包含測試工作前的模擬診斷和測試后的模擬診斷分析。首先，檢測前的模擬分析法。該方法是比較常見的故障診斷方法，經常被使用在模擬電路的故障診斷工作中，通常是使用計算機平臺采取仿真模擬分析，對電路中存在的各種誤故障問題進行判斷，如圖2所示。其次，檢測后的模擬分析法。該方法的主要特點是根據測量信息條件，有效模擬供電電路工作狀態，在檢測工作完成后，通過采取參數識別和故障證實技術方法來進行處理。其中，參數識別技術主要是基于數據的拓撲工作關系，通過輸入對應的網絡參數信號，同時自動識別網絡當中的重要參數信息，根據最終檢索所得到的公差值判斷網絡中的信息類別，然后查找參數公差邊界信息，對其中產生的錯誤因素進行提取。

圖2 模擬電路故障診斷法

2.3 故障證實技術

故障證實技術主要是基于預先的構想猜測電路供電過程中產生的誤差問題，并且根據相關測量數據，確認預先的構想是否正確，如果二者之間的匹配假設存在誤差則會出現錯誤位置判斷，如果供電電路中存在多種故障問題，同時各種問題相互之間也存在一定關聯和影響，在測試和驗證各個不同假設過程中，所產生的額外工作量更大。為了有效降低工作量，同時綜合考慮到模擬電路的公差參數，通常會使用網絡分離工作方法，也稱之為電路切割法。這種分等級的診斷工作方法可以有效提高診斷工作效率和穩定性[3]。

3 常用電子設備故障診斷方法

在航空電子設備故障診斷工作過程中，通常會使用問題識別和分類分析方法，當前所使用的設備診斷技術方法，主要包含信號處理法、模型分析法以及基于知識的故障診斷工作方法。

第一，基于信號處理工作方法。在信號處理工作過程中，主要包含信號模型，如頻譜的變化函數以及對應信號波形條件，可以有效測量出信號信息的變化程度，區分頻率變化參數數值以及對應的檢測誤差情況。

第二，基于模型解析分析工作方法。根據最終的診斷工作對象成立對應的數學結構模型，測量所獲取的信息必須根據適當的方式展開并且進一步優化和完善。通過對比測試對象數據信息進一步精確數學結構模型，更加側重于測試工作對象以及對應的模型信息，可以對航空電子設備的運行故障問題進行更深層次的診斷和處理。

第三，專家系統故障診斷方法。對于電子設備故障診斷工作方法，可不直接用于設計精確的數據模型中，而需要使用模糊故障診斷專家系統來進行處理。在專家系統故障診斷工作過程中，需要有效收集被診斷的相關參數信息，同時采用不同的工作原則，隨時調用各種不同類型的應用工作程序，保證該程序在使用過程中可以為廣大用戶索取特定的故障診斷參數信息，有效找到設備故障問題產生的具體位置，保證故障問題得以快速處理。

4 結束語

綜上所述，隨著我國航空航天事業的不斷發展，對各種先進航空電子設備的應用程度越來越高。在現階段我國軍事化領域的發展過程中，對于各種航空設備的使用可靠性以及可維修性提出了更高的標準，做好航空電子設備的故障診斷工作非常關鍵，是航空航天事業快速發展的重要保障。