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机载电缆作战损毁后智能化诊断系统
来源:电子技术应用2012年第12期
曾雪梅1, 乔志华2,刘庭欣1, 胡立夫2, 王相海1等
1. 沈阳航空航天大学 电子信息工程学院, 辽宁 沈阳110136; 2. 沈阳航空航天大学 自动化学院 ,辽宁 沈阳110136; 3. 沈阳市质量技术监督信息中心,辽宁 沈阳110006
摘要: 从技战术实际需要出发,给出了某型飞机作战损毁后机载电缆的智能化诊断系统的硬件结构框图。根据硬件系统模拟开关组件的原理,定义了电缆的连接矩阵、测量矩阵以及断口的映像矩阵运算,给出了断头查找的算法。计算表明,系统可在20 min内完成一个循环的断头查找并给出故障定位。
中图分类号: TP306
文献标识码: A
文章编号: 0258-7998(2012)12-0071-03
Intelligent diagnosis system for a certain type of airborne cable damage
Zeng Xuemei1, Qiao Zhihua2, Liu Tingxin1, Hu Lifu2, Wang Xianghai1, Tao Ping3
1. School of Electronic and Information Engineering, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110136, China; 2. School of Automation, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110136, China; 3. Shenyang City Information Center of Quality and Technical Supervision, Shenyang 110006, China
Abstract: From the actual needs of technique and tactics, the hardware block diagrams of intelligent diagnosis system for airborne cables in a certain type of aircraft after battle damage is given. According to the principle of analog switch components of hardware system, the operations of cable's connection matrix, measurement matrix and breakpoint searching image matrix are defined, and the work process of breakpoint search is given. The calculation shows that the system can complete a cycle of breakpoint search and give fault location in twenty minutes.
Key words : battle damage; intelligent repair system; connection matrix; measurement matrix; image matrix

    飞机的机载电缆布置错综复杂,起着能量输送、信息传递等重要作用。以某型飞机为例,近四百根机载电缆总长十几公里,重量一吨以上,因此,空战中机载电缆损毁返航后的诊断修复,是比较棘手的工作。目前仍然沿用三用表手工测量的传统方法。据调查,某型飞机维修过程中,仅仅一根电缆的故障排除竞耗时一周。显然,这样的修复速度远远不能满足现代技战术的要求。

    建造机载电缆损毁后的智能化诊断系统ECIDS(Electric Cable Intelligent Diagnosing System),其工作效率是手工诊断修复所远不能比拟的,而且可以将多根电缆的故障一并解决,从而满足技战术的要求。
1 ECIDS系统硬件结构
    系统首先必须具备对被诊断电缆连接关系的检测功能,为此,硬件上建造了如图1所示的模拟开关组件,其核心器件是两只16通道的电子模拟开关CD4067,辅以控制逻辑器件。综合考虑结构与效率,这一部分硬件系统由16对模拟开关组件组成。模拟开关的CH0须空闲不用,因此可一次性完成对240根电缆导线的检查。

    该型飞机的机载电缆与分布于机体表面的插头插座相连接。具体示意如图2所示。

    整个智能化诊断系统硬件结构示意如图5所示。

2 ECIRS诊断的算法
    诊断程序能够对电缆断口实现一揽子故障诊断,具体定义了如下矩阵。
2.1 电缆的连接关系矩阵
    分布于飞机表面的各个插座之间的链接关系应为已知,亦可通过设备自身在线学习获得。为方便计算,给出以下定义:
    定义1: 模拟开关组件第i个开关的通道与第j 个开关的通道连接关系矩阵为:

 

    通过上面的分析,可得以下公理。
    公理:不论断口的映像如何不同,只要像源相同,这些电缆可以连接在一起,而与映像矩阵的维数无关。
2.2.3 算例
    设组件第i个开关的通道与第j个开关的通道连接
    

 


    分析和实验都表明,通过三个测量,获取的测量矩阵、断口两端的映像矩阵以及相应的运算,可一起解决断口的故障定位和断口两端的链接关系,从而给出电缆断口的修复决策。计算表明,系统可在20 min内完成一个循环的断头查找并给出故障定位。
    2012年3月10日在空军某部对大修中的飞机进行了实际测试与演练,结果完全正确。
    测试单位与用户分别给出的测试报告和用户报告表明,系统完全达到了预期目的。经过对国内外28个数据库及涉密数据库的检索,尚未发现相近的技术报告,通过了国防工办主持的鉴定,填补了国内空白,国际上技术领先。
参考文献
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