● 摘要
随着现代科学技术的发展,制导武器系统的性能大幅提高,对制导回路半实物仿真系统的性能要求也随之提高,致使半实物仿真系统在功能、结构等方面日趋复杂。仿真系统的复杂性往往导致当异常现象出现时,故障定位困难,维修耗时长,常常会影响到仿真试验任务的按时完成。如何提高半实物仿真系统故障诊断的准确性、提高诊断效率、减少系统维护时间,已经成为半实物仿真专业迫切需要解决的问题。
针对导弹制导回路半实物仿真系统的工作原理及故障特点,本文采用系统分层的故障诊断方法,即基于系统层次的划分,先利用有限的数据信息尽快实现系统级的故障定位,将故障隔离至功能单元或模块,再通过进一步的数据获取与处理,逐步实现故障的精确定位。本文主要针对系统级的故障诊断,从仿真系统的故障模式分析、测试性建模、故障检测与识别等方面开展研究,实现了半实物仿真系统在系统级的快速而有效地故障检测与故障隔离。
首先,针对半实物仿真系统各分系统、功能单元的工作原理和故障模式进行分析,采用多信号流图模型,在系统级层次上对仿真系统进行测试性建模,通过对测试点和测试的调整,使模型具有满意的故障检测率与隔离率,通过测试性分析,得到系统的D矩阵和诊断树。
其次,针对仿真系统各功能单元、模块进行故障检测与识别技术研究。根据测试数据类型和判读方法,将仿真系统中的各种测试数据进行分类,并根据不同类别数据的特点,采用不同的方法,实现对测试数据的故障检测。针对仿真系统中随时间变化的各种信号的故障检测,分别采用系统辨识、原理分析等技术手段,建立其数学模型和残差模型,利用残差分析实现各主要单元的故障检测与识别。
最后,选择并参考适用的出版物编制规范,进行半实物仿真系统故障隔离手册的设计,并基于仿真系统测试性模型分析得到的仿真系统测试序列,完成故障隔离手册中故障隔离程序的编制。通过两个故障实例的初步应用表明,应用该手册能够快速、准确地实现仿真系统的故障检测与隔离,能够大大提高仿真系统故障诊断的效率,具有较好的工程性与实用性。
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