基于多信号模型的武器系统综合诊断设计

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1、基于多信号模型的横器系俛隙合诊斷餒针林志文'，贾登文'，刘松风'（1•海军电子设备维修&测试中心，北京102442;2.北京239厂军代室，北京100841）摘要：综合诊断是解决武器系统测试诊断问题、提高武器系统综合诊断能力、降低武器系统使用和保障费用的有效途径。基于此，本丈提出了一种基于多信号模型的武器系统综合诊断设计方法，通过例子电路的功能分析、多信号模型建模和综合诊断设计，对武器系统的综合诊断技术实现方法进行了探索，为制定统一的军用武器系统综合诊断技术结构奠定基础。关键词：多信号模型；武器系

2、统;综合诊断;设计1引言对于武器装备，尤其是电子装备而言，装备的可靠性和测试诊断能力是保证装备完好性的两个重要方面，测试诊断是装备服役后儿乎每时每刻都在进行着的活动。因此，装备的测试诊断能力建设成为装备各级保障机关、装备研制部门、科研单位、军内外院校和修理厂，在装备战斗力形成和保障力建设方面努力和投入的重点。-•些统计资料衣明，装备交付后的使用与维修保障费川已达到装备寿命周期费川的50%-80%,而旦还在不断增加。但从实际情况看，投入经费与产生效益并没有成正比，装备的测试诊断能力并没有达到理想的程

3、度，仍然是形成装备保障力的一个薄弱环节。通过调研分析，造成装备测试诊断能力不高的最主要原因是装备测试诊断能力建设依然采川传统的序贯模式，即诊断能力设计滞后于装备设计和研制，同时缺少统一的认识、领导和规划，造成在提高武器装备测试诊断能力方面的努力都是孤立的和短期的，很难形成适合装备战斗力和保障力建设要求的“诊断综合”效应。“综合诊断”将武器装备的所有测试诊断问题作为一个整体来看待和解决，是测试诊断领域屮的一种新思路和技术途径。要求在武器装备全系统全寿命管理过程中，按照统一的设计规范和技术结构，从装备

4、设计开始，同步开展测试诊断需求到测试性设计、手工/自动测试设备、维修辅助工具、人员培训和技术资料等影响装备诊断能力的诊断组件的合理分配，并在各诊断组件之间建立一致信息接口，最终使武器装备诊断能力达到最佳的设计过程。80年代美国空军启动“通川综合维修与诊断支持（GIMADS）”，美国海军启动“综合测试诊断支持系统（1DSS）”。90年代，美国防部乂相继启动了观艇机械诊断、导弹武器综合诊断、航空维修综合诊断、国防部测试系统工厂级到现场级综合测试、综合诊断开放系统途径研究等7个技术演示项n:1]o实践证

5、明，“综合诊断”对解决武器装备测试诊断问题，提高武器装备综合诊断能力、降低武器装备使川/保障费用具有重要的作川。2多信号模型模型是对信息的一种标准的抽象表达方式，是一系列用于描述系统知识和功能特性的定义。因此，诊断模型是对诊断信息的抽彖表达方式，是一系列用于描述武器系统故障诊断的测试诊断知识和诊断功能特性的抽象定义。诊断模型主要有两人类：一类是结构化模型和依赖性模型。结构化模型是以方向图的形式表示电路连接关系和电路故障传输方向。基于结构模型的诊断模型简单、快速，方便于小系统的测试诊断分析，且模型可

6、简单地从CAD数据库中获取。但是结构并不等于功能,特别是对恢入到简单方块图中的复杂两数依赖关系，耍想获得完整的电路函数依赖关系，结构化模型还不能完全满足。而对于依赖性模型，如诊断推理模型或函数依赖模型，模型故障源与测试或测试与测试间的因果关系可以以方向图的方式表示，方向图具有内在的简化特性，所以依赖性模型是忖前测试诊断分析工具中的主耍建模技术。但是依赖性模型结构平铺，且结果只能是二进制表示（通过或失败），为单维因果关系，对复杂系统的依赖关系表加，依赖性模世就会很大偏离系统结构框架，造成系统模型综合

7、与模熨确认的扩大化。图1两级放大/滤波电路原理图为了改进依赖性模型结构中的不足，同时兼顾结构化模型的优点，KoRoPattipati等人提出了多信号故障诊断模型的概念从信号的多维属性着手，识别系统中与元件相关的信号属性和检测到的信号属性，在两者之间建立因果关系（详见参考文献3）。多信号流图模型建模简单、模型的集成和验证也相对简单，对系统的诊断设计人员來讲非常有益⑶。因此，本文将以多信号故障诊断模型为基础，采用QSI公司的测试性工程与维修系统（TestabilityEngineeringAndMai

8、ntenanceSystem一TEAMS）工具，以简单滤波放大电路为例，对基于多信号模型的武器系统综合诊断设计方法、内容和过程进行描述。3综合诊断设计由综合诊断概念我们可以得到，武器系统的综合诊断实现是一个结构化设计过程，该过程主耍包括诊断需求分析、信号依赖性分析、诊断方案制定、诊断需求分配和诊断设计评估五个内容。下血我们以简单滤波放大电路为例，对综合诊断设计的五个子过程进行详细说明。3.1诊断需求分析⑵如图1所示，例子电路市一级放大子电路、低通滤波子电路和二级跟随放大子电路组成，