《電子技術(shù)應(yīng)用》
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機載電纜作戰(zhàn)損毀后智能化診斷系統(tǒng)
來源：電子技術(shù)應(yīng)用2012年第12期
曾雪梅1， 喬志華2，劉庭欣1， 胡立夫2， 王相海1等
1. 沈陽航空航天大學 電子信息工程學院， 遼寧 沈陽110136; 2. 沈陽航空航天大學 自動化學院 ，遼寧 沈陽110136; 3. 沈陽市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督信息中心，遼寧 沈陽110006
摘要： 從技戰(zhàn)術(shù)實際需要出發(fā)，給出了某型飛機作戰(zhàn)損毀后機載電纜的智能化診斷系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。根據(jù)硬件系統(tǒng)模擬開關(guān)組件的原理，定義了電纜的連接矩陣、測量矩陣以及斷口的映像矩陣運算，給出了斷頭查找的算法。計算表明，系統(tǒng)可在20 min內(nèi)完成一個循環(huán)的斷頭查找并給出故障定位。
中圖分類號： TP306
文獻標識碼： A
文章編號： 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

    飛機的機載電纜布置錯綜復雜，起著能量輸送、信息傳遞等重要作用。以某型飛機為例，近四百根機載電纜總長十幾公里，重量一噸以上，因此，空戰(zhàn)中機載電纜損毀返航后的診斷修復，是比較棘手的工作。目前仍然沿用三用表手工測量的傳統(tǒng)方法。據(jù)調(diào)查，某型飛機維修過程中，僅僅一根電纜的故障排除競耗時一周。顯然，這樣的修復速度遠遠不能滿足現(xiàn)代技戰(zhàn)術(shù)的要求。

    建造機載電纜損毀后的智能化診斷系統(tǒng)ECIDS(Electric Cable Intelligent Diagnosing System)，其工作效率是手工診斷修復所遠不能比擬的，而且可以將多根電纜的故障一并解決，從而滿足技戰(zhàn)術(shù)的要求。
1 ECIDS系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
    系統(tǒng)首先必須具備對被診斷電纜連接關(guān)系的檢測功能，為此，硬件上建造了如圖1所示的模擬開關(guān)組件，其核心器件是兩只16通道的電子模擬開關(guān)CD4067，輔以控制邏輯器件。綜合考慮結(jié)構(gòu)與效率，這一部分硬件系統(tǒng)由16對模擬開關(guān)組件組成。模擬開關(guān)的CH0須空閑不用，因此可一次性完成對240根電纜導線的檢查。

    該型飛機的機載電纜與分布于機體表面的插頭插座相連接。具體示意如圖2所示。

    整個智能化診斷系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意如圖5所示。

2 ECIRS診斷的算法
    診斷程序能夠?qū)﹄娎|斷口實現(xiàn)一攬子故障診斷，具體定義了如下矩陣。
2.1 電纜的連接關(guān)系矩陣
    分布于飛機表面的各個插座之間的鏈接關(guān)系應(yīng)為已知，亦可通過設(shè)備自身在線學習獲得。為方便計算，給出以下定義：
    定義1： 模擬開關(guān)組件第i個開關(guān)的通道與第j 個開關(guān)的通道連接關(guān)系矩陣為：

 

    通過上面的分析，可得以下公理。
    公理：不論斷口的映像如何不同，只要像源相同，這些電纜可以連接在一起，而與映像矩陣的維數(shù)無關(guān)。
2.2.3 算例
    設(shè)組件第i個開關(guān)的通道與第j個開關(guān)的通道連接
    

 


    分析和實驗都表明，通過三個測量，獲取的測量矩陣、斷口兩端的映像矩陣以及相應(yīng)的運算，可一起解決斷口的故障定位和斷口兩端的鏈接關(guān)系，從而給出電纜斷口的修復決策。計算表明，系統(tǒng)可在20 min內(nèi)完成一個循環(huán)的斷頭查找并給出故障定位。
    2012年3月10日在空軍某部對大修中的飛機進行了實際測試與演練，結(jié)果完全正確。
    測試單位與用戶分別給出的測試報告和用戶報告表明，系統(tǒng)完全達到了預期目的。經(jīng)過對國內(nèi)外28個數(shù)據(jù)庫及涉密數(shù)據(jù)庫的檢索，尚未發(fā)現(xiàn)相近的技術(shù)報告，通過了國防工辦主持的鑒定，填補了國內(nèi)空白，國際上技術(shù)領(lǐng)先。
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