基于虚拟仪器航空相机故障诊断系统设计

摘要:为了检测航空相机工作是否正常,并可对有故障相机进行故障诊断,该文采用虚拟仪器技术设计了一套由工控机进行统一管理,适时对数据进行采集、保存和处理的故障诊断系统。该系统能模拟飞机的任务管理系统与相机以ARINC429总线传输方式传输数据,并按相机记录信息的要求,提供照相张数、时间、地速、高度等信息,以便控制相机的工作参数并记录相关信息,完成对航空相机性能的测试。

关键词:虚拟仪器;航空相机;故障诊断

中图分类号:TP306文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)09-2264-02

A Fault Diagnostic System of Aerial Camera Based on Virtual Instrument

LEI Xiang-bo, GUO Hui, YU Qiu-shui

(Computer Office, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China)

Abstract: In order to detect the work situation of the aerial camera, and diagnose the camera which has fault, this paper designed a fault diagnosis system by using the virtual instrument technology. This system is managed by the IPC uniformly, and collect, save and processing data timely. The system can simulate the data transmission mode between the aircraft's task manage system and the camera by ARINC429 bus, and provide the shoot number, time, ground speed, height and other information according to the requirements of the camera record information.So it is convenient to control the operating parameters of the camera and record the associated information, and then complete the tests of the aerial camera performance.

Key words: virtual instrument; aerial camera; fault diagnosis

虚拟仪器(Virtual Instrument,VI)是指将通用计算机与功能化硬件结合起来,用户可通过友好的图形界面(通常叫做虚拟前面板)来操作这台计算机,就像在操作自己定义、自己设计的一台仪器一样,从而完成对被测试量的采集、分析、显示和数据存储等。

航空相机检测系统是与航空相机相配套的专用检测系统,一旦相机发生故障,利用该检测系统能够确定故障发生在哪一个电路板上,以便使用备用电路板,使相机正常工作。同时在相机没有与飞机连接的情况下,还能代替飞机管理系统中主计算机的功能给相机发出开机、关机以及三组不同的模拟飞机空中各种姿态的数据与相机通讯。相机以这些数据确定工作方式,并将回传信息转给该系统,该系统能将回传的信息显示在界面上以使地面人员能检查相机工作状态是否正常。根据检测系统要实现的功能以及空军对战斗装备保障用检测系统的研制总要求,检测系统总体设计采用智能化虚拟仪器理念的自动检测设备(ATE)设计原则进行研制。

1 诊断系统总体设计

诊断系统采用PC104嵌入式工业控制计算机结构,外附加信号仿真模拟功能模块、通讯数据总线接口模块、检测信号采集调理功能模块及其它配套功能模块,构成了诊断系统的相机管理仿真通道和单板功能诊断通道两个主诊断通道,完成诊断系统的主要功能。诊断系统总体结构设计如图1所示。

2 故障诊断模型的建立

故障诊断模型采用故障树原理来建立。故障树的分析法就是通过求故障树的最小割集,得到顶事件的全部故障模式,以发现系统结构上的最薄弱环节或最关键部位,集中力量对最小割集所发现的关键部位进行强化。

基于故障树理论对航空相机的各级电路板进行故障诊断分析,我们得到引起相机故障的一系列因素。根据故障树的建树原则和引起相机故障的因素,故障树建立如图2所示。

3 故障诊断测试

首先进入故障诊断系统的操作主界面,选择板级电路故障检测,使诊断系统处于正常工作状态,然后分别对5个电路板的工作是否正常进行诊断。

1) 将相机的主控板与相机诊断系统正确连接,检测到控制间隙机构电磁铁的工作、停止、信号均正常,控制胶片电磁铁的工作、停止、信号正常,控制卷片电磁铁的工作、停止、信号正常,与429板通讯正常,与曝光板通讯正常,与补偿板通讯正常。

2) 将相机的曝光量自动控制板与相机诊断系统正确连接,检测到曝光量自动控制板对曝光的量级变换正常,与主控板通讯正常,光棒电机控制电路工作正常。

3) 将相机的补偿控制板与相机检测系统正确连接,检测到驱动调焦点路工作正常,检测板中驱动前像移补偿电机控制回路工作正常,和主控板通讯正常,卷片电机控制电路工作正常。

4) 将相机的429通讯板与相机检测系统正确连接,检测到429通讯板与机载设备管理系统通讯正常,429通讯板和相机主控板通讯正常。

5) 将相机的电源板与相机检测系统正确连接,检测+5V电源正常,±15V电源正常。

4 结论

采用虚拟仪器技术设计的由工控机进行统一管理,并配以故障诊断软件构成的故障诊断系统,通过板级故障诊断证明该系统能完成对航空相机的板级故障诊断。

参考文献:

[1] 姚刚. 故障树分析法在半导体设备故障诊断中的应用[J].半导体技术,2007,32(3):205-207.

[2] 王俭.故障树分析法在电气控制回路故障诊断中的应用[J].苏州丝绸工学院学报,2000,20(3):68-71.

[3] 谢涛,何怡刚,侯玉宝,朱彦卿.模拟数字电路故障诊断新方法[J].半导体技术,2007,32(7):558-569.