通信装备备件故障诊断系统研究

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1、通信装备备件故障诊断系统研究摘要：通信装备备件板在长期保存后电气性能将下降变得不能正常工作，替换到通信装备上无法达到保障通信畅通的目的，因此，研制一套集成先进测试测量仪器的通信备件口动检测系统I•分必要。在介绍系统总体结构的基础上，详细介绍了自动故障诊断专家系统的设计与实现，并重点描述了数据采集功能的LabWindows/CVI实现。通信备件故障检测系统的研究与开发，对于保障通信装备应急抢修、迅速恢复装备技术性能冇着十分重要的军事意义。关键词：通信装备备件；故障诊断；专家系统；LabWindows/

2、CVI中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2013）012-0103-03作者简介：韩亮（1970-）,男，海军东海舰队司令部工程师，研究方向为光纤通信和计算机维护；石鹏江（1982-），男，第二炮兵司令部工程师，研究方向为通信工程；王园（1975-），女，第二炮兵司令部工程师，研究方向为光纤通信和计算机维护。0引言作为提供给舰船通信部门使用的通信备件，对其电气性能进行维护以保证正常使用I•分重要。但在实际操作中，对通信装备备件进行物理上的保养比较容易，对其进行

3、加电检测保养却十分困难，几乎没有条件进行，因此也就无法保证备件的可用性。而如果通信备件板不能正常工作，将其替换到通信装备上则不能保证设备运行正常，会严重贻误工作[1,2]o因此，研制一种方便实用的加电保养和检测平台，用于通信装备备件仓库在备件保存时定期加电保养和检测，以及出库时的电气性能判断，是非常急需的。该平台不但可以为保管单位检测备件板提供方便，而且为延长通信设备备件板的寿命提供了一种通用的保养手段。1系统总体结构系统总体设计如图1所示。计算机通过数据采集系统和数据采集接口系统，完成对电路板电信

4、号的采集任务，并可以在数据库中查找但相应地显示电路板的正常工作信号。数据采集系统负责所有数据的釆集、控制信号的产生以及部分电路板T作信号的产生。系统主要山外围仪器、数据采集卡、GPIB总线以及PXI总线等组成[2,3]0数据采集接口系统主要负责电源通断、部分电路板工作信号和同步信号的发生以及电源和各种信号的路由[3],主要由数控继电器、CPLD、电路板适配板及其他辅助部件组成。仪器主要包括示波器、信号源和万用表，负责为电路板提供工作信号以及采集电路板的高频信号和电压信号。从图1中看出，计算机与各种外

5、围设备互相交换信息，计算机起核心作用，根据各种测试前提条件，按照测试流程向操作员发出测试、操作命令，向测试设备发出控制命令并读取数据，最后完成显示。总体结构框图将检测平台分为硕件部分和软件部分，限丁篇幅，本文这里主要介绍系统软件部分的设计实现，也就是从关键的备件板故障诊断方面详细阐述系统的设计方案。系统的软件部分以PC机和Windows操作系统为平台，包括故障专家诊断系统、后台数据库系统及其他控制系统。软件系统通过串口与硬件系统进行数据交互，包括向硬件传送控制指令以及接收硬件采集到的检测信号。2通信

6、备件故障诊断专家系统设计2.1故障诊断专家系统设计策略目前对电子电路的故障测试与数据生成的主要途径有两种：一种途径是对有效的测试产生与故障模拟算法进行研究创新；另一种途径是进行设备的可测试性设计。但是近几年的研究成果表明，目前第一种途径还处于理论研究阶段，离实际应用述有一定距离，尤其是对复杂的设备系统［4］。而第二种途径只局限于功能器件和模块部分的开发设计。上述这些原因造成了故障诊断的不确定性。但是近几年来兴起的人工智能技术给故障诊断开辟了新途径。在一些专业领域，对专门对象进行专门分析的领域专家知识

7、往往是丰富、有效的。虽然这种基于经验和功能描述反映故障征兆和原因的因果关系很难用数学模型描述，但这种被称为“浅知识”的启发式经验却对不确定性故障诊断的定位往往很有效，这得益于领域专家在这方面的知识积累与总结［4,5］o采用适当的似然推理模型，可合理解决不确定性问题。2.2故障诊断专家系统设计设计的故障诊断专家系统基于人工智能技术，在对专家提供的知识进行学习的基础上，模拟人类专家做出决策的思维过程，进行合理的推理分析来解决原需专家才能解决的复杂问题［5,6］。图2为通信装备备件检测系统软件的设计图。本

8、系统采用基于黑板模型的推理机制，用户不需知道具体的推理过程，但通过系统设计的解释机制來冋答用户提出的与推理有关的各种问题，并可对诊断的思路和流程给出相关解释。2.3故障诊断过程专家系统与传统模拟测试理论相比，它每进行一步测试或观察都是对分析进行一次肯定或否定，肯定证实对故障源的选择，增加了假设的可信度；否定减少了搜索范围，使行为向目标迈进了一步。根据专家的诊断过程，本文提出了以下故障诊断过程和搜索模式，如图3所示。故障诊断专家系统是建立在故障知识库基础上的，故障知识库