两栖装甲车辆火控系统故障维修训练平台设计

摘 要设计一种基于软硬件结合的半实物故障维修训练平台，解决两栖装甲车辆火控系统实车故障不易设置、故障设置易损坏装备，制约人才培训质量和效益的问题。适应维修方式改革对部队和院校维修训练重点要求。

【关键词】维修训练 故障设置 故障嵌入

两栖装甲车辆火控系统技术含量高，维修难度大，总部对复杂的火控系统，明确提出了队属修理机构只进行换件修理的维修改革要求。为此，院校和部队训练机构针对维修方式的变化，将火控系统维修训练的重点转向快速准确判定故障部件并对其进行快速换件修理能力的培养。由于受火控系统结构复杂性、集成性，以及训练机构实装少、装备器材短缺，缺乏训练手段等因素制约，火控系统故障维修训练只能理论讲解，不能针对实车进行故障设置，不能满足依据实车故障进行故障现象演示、分析、检测、排除等训练要求，导致维修人员实车故障维修能力弱，难以满足部队维修方式改革要求。

为了较快掌握坦克火控系统使用与维修工作，使装备迅速形成战斗力，必须加强对人员的维修训练。两栖装甲车辆火控系统故障维修训练平台的设计应运而生。

1 故障维修训练平台总体方案

该平台的构建依托开放式火控系统维修训练模拟器，采用无损故障嵌入技术，在不影响装备正常使用的前提下，实现故障集成和故障再现。平台主要由故障在线设置系统、故障分析诊断系统、维修数据库系统和故障考核系统组成。其组成框图如图1所示。

1.1 故障在线设置系统

对故障案例进行搜集整理，将典型故障嵌入到火控系统维修训练模拟器（或实车）中，采用计算机智能控制技术、无线通信技术，训练时激活故障点，完成故障在线快速自动设置，实现故障再现。

1.2 故障分析诊断系统

对受训人员录入的故障进行分析诊断，自动判断故障节点，按照部队维修检测流程提示检测方法，用于指导帮助维修人员进行故障排除训练。

1.3 故障维修数据库系统

依据部队训练和工厂维修经验，搜集整理出系统的、便于查询的火控系统维修所需要的图纸、软件、维修技术条件等全部资料和数据。

1.4 故障考核系统

依托故障在线设置系统进行实车故障设置，供受训人员进行自我测试，也可组织受训人员进行统一考核，考核结果系统智能判定。

2 故障设置单元

故障设置单元完成故障代码发收及故障嵌入，主要由故障编码数据发送装置、数据接收处理装置和故障嵌入部件组成。

2.1 故障数据发送装置

根据训练内容，从故障库中选择故障案例，由计算机形成故障代码和地址编码，经无线通讯系统调制后发送至故障接收装置。

2.2 数据接收处理装置

接收故障发送装置的故障代码指令，根据信号指令激活相应的故障点。

2.3 故障嵌入部件

将典型故障嵌入装备部件（或电路板）内部，且不影响装备技术性能和使用，训练时激活故障点，实现故障在线设置，完成故障现象再现。

3 故障嵌入方案设计

为了对各类不同类型的故障进行故障嵌入，达到故障重构目的，本文在故障分类基础上，针对各种不同类型的故障，设计出各种不同的故障嵌入方法：

3.1 模拟电压信号

3.1.1 可变电压源

可变电压源作为模拟信号，无功率要求，如图2所示，设计中将15V电源稳压至6.2V，采用程控电位器进行分压调节，经过电压跟随器后，由AD开关输出，其输出范围为0-6.2V。

3.1.2 直流偏置注入

程控电位器作为直流偏置环节，设计中将直流偏置注入到原有信号中，与原有信号进行叠加放大，由AD开关给出。如图3所示。

3.1.3 信号增大及衰减

故障信号为增大及衰减的信号，设计中运用程控调节信号的反馈系数，进而改变信号的放大系数，达到信号的放大或缩小，由AD开关给出。如图4所示。

3.1.4 交流信号

采用文式电桥振荡电路，产生固定频率，幅度可调的交流信号，由AD开关给出。如图5所示。

3.2 电源信号和开关量

电源信号和开关量的控制信号，经驱动芯片驱动后，控制继电器动作，使输出状态变为接地或高阻状态。电路图如图6所示。

3.3 TTL电平及TTL数据信号

控制模块根据故障代码，断开对应接口，通过程控直接输出相应的故障数据。如图7所示：

正常模式：OUT=IN；

故障模式：OUT=故障数据。

4 结论

两栖装甲车辆火控系统故障维修训练该平台设置故障速度快、实用性强、通用性好，有效解决了实车故障不易设置、故障设置易损坏装备等维修训练难题，提高了训练效率，具有显著的推广应用价值。

参考文献

[1]中国人民总参谋部兵种部.外军装甲兵训练模拟设备[M].北京：出版社，2001.

[2]范显峰，姜兴渭，基于Agent的卫星故障诊断融合技术研究[J].中国空间科学技术，2003，23（02）：39-44.

作者简介

高飞（1982-），男，吉林省伊通满族自治县人。硕士学位。现为装甲兵技术学院讲师。研究方向为自动控制。

姚兆（1979-），男，辽宁省营口市人。硕士学位。现为装甲兵技术学院讲师。研究方向为机电一体化。

陈宏伟（1979-），男，吉林省辉南县人。学士学位。现为装甲兵技术学院讲师。研究方向为自动控制。

作者单位

装甲兵技术学院控制工程系 吉林省长春市 130117