航空电子设备故障诊断技术研究

2022-01-14蒋成刚

光源与照明 2021年5期

蒋成刚

贵阳航空电机有限公司，贵州贵阳 550000

0 引言

随着我国工业产业和各项科技技术的不断向前发展，特别是融入更加先进的计算机技术后，使得航空电子设备的整体结构越来越复杂，并且设备的自动化程度越来越高，不但同一种设备不同部分之间的衔接非常紧密，各个构件之间的耦合关联也比较复杂，在设计使用过程中需要保证其具有一种整体性的运转模式。如果航空电子设备某个位置产生严重故障，可能会引发一系列连锁故障反应，导致电子设备无法正常运行，轻者会出现停机情况，严重情况下会造成航空设备出现灾难性事故。因此，必须对航空电子设备故障进行全面判断和分析，有效引入更加先进的设备故障诊断方法，以保证航空电子设备的稳定性。

1 航空电子设备常见故障类型

1.1 自动检测设备故障

自动检测设备是整个航空电子系统结构中的重要环节。如果这种自动测试设备以板卡的形式进行呈现，那么很容易出现板卡连接失效，或者是出现线路连接错误等问题。通常情况下，航空电子设备使用的是封装式的处理模式，一旦在设备自动检测工作模块产生破坏性错误问题，则难以对故障元件进行综合判断和分析。为此，将设备主板中需要进行局部焊接的连接口进行连通，但是由于受到腐蚀性液体、潮湿环境、高温条件、高压条件等影响会造成生锈问题，导致无法完全形成接触[1]。

1.2 航空电源设备故障问题

因为航空设备各个工作模块都有电气部件，所以电气故障问题逐渐发展成为航空设备的常见故障形式。这些设备主要为航空设备提供能量，当设备产生故障时，主要是电源瞬时过载，或者是由电源烧毁产生短路所造成的。电子设备中的稳压芯片，在稳压电源中发挥出明显优势，因此在进行故障检测过程中，需要充分重视电压芯片的检测以及调解工作，再进行其他软件的相关检测。

1.3 计算机控制系统故障问题

计算机控制系统属于整个系统结构中非常重要的部分之一，其故障主要与计算机的代码、乱码等问题相关。随机代码是影响计算机信号处理系统的关键点，其内容表现错误是由显示控制系统的失效问题所造成的。因此，通常情况下无法以安装和替换数字新号，显示器处理器在检测工作内容方面会产生误差，需要根据处理器的检测工作状态，有效评估该装置的系统故障问题。

2 航空电子设备故障诊断技术

2.1 数字电路故障诊断

在数字电路设备的运行工作过程中，各个不同环节的电路设备以及对应的元器件，经常会产生各种多样化故障问题。为了实现对各环节电路所产生的故障问题情况的精确判断，需要对故障类型进行合理区分，即构造问题的模型化处理。在数字电路设备中，比较常见的模型化故障问题，主要表现在桥接故障、固定型故障和暂态故障。针对上述问题可以采取不同的诊断工作方法，如测试码生成法、伪穷举测试法等。其中，伪穷举测试诊断工作方法主要是基于伪举类测试工作的基础上，对电子设备的电路情况进行分析，保证每一个被划分的电路在进行伪举测试工作，可以最大限度地降低测试工作次数，保证数字电路设备的正常运行[2]。测试码生成法主要是在使用工作中，对电路中存在的不同问题进行整体性检测，同时通过使用递算法和布尔差分法生成相应的测试码序列，保证故障问题定位的精确性。测试码生成法流程如图1所示。

图1 测试码生成法流程图

2.2 模拟电路故障诊断

当前在非线性系统理论研究工作的开展背景下，推动了模拟电路故障诊断技术的快速发展和进步。在工作过程中所采用的方法，主要包含测试工作前的模拟诊断和测试后的模拟诊断分析。首先，检测前的模拟分析法。该方法是比较常见的故障诊断方法，经常被使用在模拟电路的故障诊断工作中，通常是使用计算机平台采取仿真模拟分析，对电路中存在的各种误故障问题进行判断，如图2所示。其次，检测后的模拟分析法。该方法的主要特点是根据测量信息条件，有效模拟供电电路工作状态，在检测工作完成后，通过采取参数识别和故障证实技术方法来进行处理。其中，参数识别技术主要是基于数据的拓扑工作关系，通过输入对应的网络参数信号，同时自动识别网络当中的重要参数信息，根据最终检索所得到的公差值判断网络中的信息类别，然后查找参数公差边界信息，对其中产生的错误因素进行提取。

图2 模拟电路故障诊断法

2.3 故障证实技术

故障证实技术主要是基于预先的构想猜测电路供电过程中产生的误差问题，并且根据相关测量数据，确认预先的构想是否正确，如果二者之间的匹配假设存在误差则会出现错误位置判断，如果供电电路中存在多种故障问题，同时各种问题相互之间也存在一定关联和影响，在测试和验证各个不同假设过程中，所产生的额外工作量更大。为了有效降低工作量，同时综合考虑到模拟电路的公差参数，通常会使用网络分离工作方法，也称之为电路切割法。这种分等级的诊断工作方法可以有效提高诊断工作效率和稳定性[3]。

3 常用电子设备故障诊断方法

在航空电子设备故障诊断工作过程中，通常会使用问题识别和分类分析方法，当前所使用的设备诊断技术方法，主要包含信号处理法、模型分析法以及基于知识的故障诊断工作方法。

第一，基于信号处理工作方法。在信号处理工作过程中，主要包含信号模型，如频谱的变化函数以及对应信号波形条件，可以有效测量出信号信息的变化程度，区分频率变化参数数值以及对应的检测误差情况。

第二，基于模型解析分析工作方法。根据最终的诊断工作对象成立对应的数学结构模型，测量所获取的信息必须根据适当的方式展开并且进一步优化和完善。通过对比测试对象数据信息进一步精确数学结构模型，更加侧重于测试工作对象以及对应的模型信息，可以对航空电子设备的运行故障问题进行更深层次的诊断和处理。

第三，专家系统故障诊断方法。对于电子设备故障诊断工作方法，可不直接用于设计精确的数据模型中，而需要使用模糊故障诊断专家系统来进行处理。在专家系统故障诊断工作过程中，需要有效收集被诊断的相关参数信息，同时采用不同的工作原则，随时调用各种不同类型的应用工作程序，保证该程序在使用过程中可以为广大用户索取特定的故障诊断参数信息，有效找到设备故障问题产生的具体位置，保证故障问题得以快速处理。