航空電子設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試及關(guān)鍵技術(shù)研究

范興瑞

摘 要：本文在介紹航空電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)上，還較為深入地分析了我國(guó)航空電子設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，并提出了寬帶微波系統(tǒng)和故障自動(dòng)診斷是當(dāng)前我國(guó)航空電子設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：航空電子設(shè)備；自動(dòng)化；測(cè)試；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展；故障

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

當(dāng)今社會(huì)就是信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的社會(huì)，為了進(jìn)一步適應(yīng)信息戰(zhàn)條件下的作戰(zhàn)要求，確保在電磁環(huán)境下還能夠占據(jù)信息的主導(dǎo)位置，就要求信息作戰(zhàn)平臺(tái)裝備的電子設(shè)備也逐漸復(fù)雜化、多元化，這些作戰(zhàn)平臺(tái)裝備性能的好壞也會(huì)直接影響到整個(gè)信息作戰(zhàn)的最終走向，而且這一復(fù)雜狀況也給我們的設(shè)備維修人員在設(shè)備的維護(hù)上帶來(lái)了非常大的困難。傳統(tǒng)的維護(hù)模式一般都是對(duì)測(cè)試之后的設(shè)備根據(jù)測(cè)試的結(jié)果來(lái)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行定位，一般定位的準(zhǔn)確程度與維護(hù)人員的工作經(jīng)驗(yàn)是有直接關(guān)系的，由于作戰(zhàn)平臺(tái)的裝備一般較為復(fù)雜，不僅包含了雷達(dá)以及電子干擾等多種設(shè)備，而且隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備新技術(shù)的引進(jìn)，也使得技術(shù)管理人員在短時(shí)間內(nèi)很難對(duì)電子設(shè)備都熟記于心，我們的維護(hù)人員剛剛記住這些電子設(shè)備，又出現(xiàn)了新的電子設(shè)備，工作人員維護(hù)認(rèn)知的速度跟不上技術(shù)更新的速度，因此設(shè)備的后期維護(hù)也會(huì)很難得到進(jìn)一步的保障。

1.計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)

當(dāng)前社會(huì)發(fā)展主要是信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)的發(fā)展也為我國(guó)的航空電子設(shè)計(jì)技術(shù)提供了有效的保證。同時(shí)也讓設(shè)備的測(cè)試和故障診斷都進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化處理。自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)也進(jìn)一步保證了航空電子設(shè)備的準(zhǔn)確程度和故障檢測(cè)率。由于測(cè)試和故障定位都是自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)自主完成的，這樣一來(lái)也極大降低了航空設(shè)備維護(hù)工作人員的素質(zhì)要求，也正是因?yàn)檫@一特點(diǎn)也受到了人們的普遍關(guān)注，一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備在使用階段的頻率是非常高的，而且使用起來(lái)也非常方便，但是這種自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)的難度是非常大的，自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)的發(fā)展在航空電子設(shè)備領(lǐng)域的用途非常廣泛，我們此次主要就是針對(duì)自動(dòng)化測(cè)試中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)地分析和探討。

2.航空電子設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)分析

2.1 寬帶微波系統(tǒng)

電子設(shè)備的功能隨著設(shè)備的不斷發(fā)展更新而變得愈加復(fù)雜，而且頻帶也非常的寬，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)平臺(tái)上的電子設(shè)備所覆蓋的頻段有時(shí)會(huì)到毫米波。也就是說(shuō)我們的測(cè)試設(shè)備，其測(cè)試資源也一定要覆蓋到整個(gè)被測(cè)試對(duì)象的應(yīng)用頻帶上。

（1）大功率超寬帶微波元件

我們的研究人員為了測(cè)試電子設(shè)備中發(fā)射機(jī)輸出輸入信號(hào)的功率以及頻譜的參數(shù)信息，將發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)經(jīng)衰減器降低之后再進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。因此大功率的超寬頻帶衰減器微波元件是一定要存在的，但是由于受到電子元器件材料等外部因素的制約，使得在通信頻段的超寬頻帶都已經(jīng)非常成熟，但在雷達(dá)波段上，成熟度遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有通信頻段的成熟度高。所以說(shuō)我們?cè)诤娇针娮釉O(shè)備自動(dòng)化測(cè)試領(lǐng)域中，關(guān)鍵技術(shù)的研究重點(diǎn)主要集中在了雷達(dá)頻段的研制上。

（2）超寬帶天線技術(shù)

由于航空電子設(shè)備的覆蓋頻帶范圍非常廣泛，因此所測(cè)試設(shè)備中采用的輻射天線也一定要運(yùn)用寬頻帶的輻射天線，而且我國(guó)的航空電子設(shè)備元器件中，在雷達(dá)頻段采用的寬帶天線主要有平面螺旋天線和對(duì)數(shù)周期天線，在通信頻段一般采用的是刀形天線。

2.2 故障自動(dòng)診斷技術(shù)

對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的主要目的就是為了檢測(cè)雷達(dá)性能以及相關(guān)的電子元器件技術(shù)指標(biāo)是否能夠達(dá)到正常的標(biāo)準(zhǔn)，然后在根據(jù)檢測(cè)的最終結(jié)構(gòu)對(duì)故障進(jìn)行精準(zhǔn)定位，故障自動(dòng)診斷技術(shù)是當(dāng)前航空電子技術(shù)自動(dòng)化測(cè)試中關(guān)鍵的技術(shù)手段，目前故障診斷的方法主要分為以下3類。

（1）基于解析模型的故障診斷

這一方法要建立在被測(cè)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型上，通過(guò)將被測(cè)對(duì)象的可測(cè)信息由模型與檢測(cè)信息進(jìn)行比較，然后對(duì)產(chǎn)生的殘差進(jìn)行階段性的處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障的有效診斷，而我們的維護(hù)人員還要根據(jù)殘差的產(chǎn)生形式來(lái)采取不同的檢測(cè)方法，目前較為常用的測(cè)試方法就是狀態(tài)估計(jì)法和參數(shù)估計(jì)法，運(yùn)用這兩種方法進(jìn)行維護(hù)是非常有效果的。其中，狀態(tài)估計(jì)法的根本原理就是利用被測(cè)對(duì)象的解析模式以及可測(cè)信息設(shè)計(jì)的檢測(cè)濾波器，運(yùn)用濾波器來(lái)重建被測(cè)對(duì)象的可測(cè)變量，然后對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并構(gòu)成殘差序列，然后在序列中檢測(cè)當(dāng)中存在的故障，這樣就能夠?qū)收线M(jìn)行深入地分析。而此時(shí)要求的是所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)都是可觀測(cè)系統(tǒng)，這樣進(jìn)行維護(hù)工作也會(huì)更加方便。

（2）基于信號(hào)處理的故障診斷

這一方法主要是利用信息信號(hào)模式直接分析可測(cè)信號(hào)，提取信號(hào)與信號(hào)之間的幅值和頻率等特征值，將這些數(shù)據(jù)信息用于故障的檢測(cè)上，目前這一信號(hào)模式可測(cè)信號(hào)的方法有基于小波變換的方法、基于信息融合的方法以及基于自適應(yīng)濾波器的方法等，在這些方法中，基于小波變換方法的多辨力分析特點(diǎn)非常的明顯，它并不需要對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，而且輸入信號(hào)的要求也相對(duì)較低，計(jì)算量也在可靠的范圍之內(nèi)，可以說(shuō)這是一種很有發(fā)展前途的故障診斷方法。

（3）基于解析的故障診斷方法

這一故障診斷方法主要是依靠已知被測(cè)對(duì)象的緊缺數(shù)學(xué)模型，由于在很多的系統(tǒng)中，精確數(shù)學(xué)模型是很難得到的，而基于解析的診斷方法需要已知對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，這一方法還隨著不同使用環(huán)境和不同的使用領(lǐng)域而分為基于癥狀的方法以及基于定性模型的方法。

目前基于癥狀的方法主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模式識(shí)別法以及專家系統(tǒng)法等，而在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法中，運(yùn)用最多的就是基于多層次的感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法的自適應(yīng)能力也是非常強(qiáng)的。

3.航空電子設(shè)備故障自動(dòng)診斷的關(guān)鍵技術(shù)分析

故障診斷技術(shù)在理論上取得的進(jìn)步比較大，但是一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題并沒(méi)有得到真正的解決，主要的原因是因?yàn)楣收显\斷的敏感性問(wèn)題，也就是說(shuō)被測(cè)對(duì)象的故障具有較高敏感性的同時(shí)，對(duì)噪聲、干擾的不敏感性也是非常的明顯，這也就導(dǎo)致很多的故障診斷出現(xiàn)失誤的幾率會(huì)加大。再有就是要求我們的故障診斷人員找尋出合適的科學(xué)的診斷方法，設(shè)計(jì)出合理的計(jì)算機(jī)診斷軟件，不斷提升故障診斷的速度，并能夠?qū)收线M(jìn)行實(shí)時(shí)診斷。第三還要求我們的研究人員設(shè)計(jì)出先進(jìn)的故障診斷技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)完善的診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)故障自主診斷。最后還要求我們的維護(hù)人員利用多故障假設(shè)模型，從而實(shí)現(xiàn)多故障的診斷耦合，進(jìn)一步解決故障與故障之間存在的耦合問(wèn)題，更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的診斷和解決。

結(jié)語(yǔ)

航空電子設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試是我國(guó)一直不斷研究的高精準(zhǔn)高深度測(cè)試系統(tǒng)，我們此次分析了電子設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試以及故障診斷的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)分析我們得知，被測(cè)設(shè)備本身的可測(cè)量性能的好壞會(huì)直接影響到測(cè)試的最終結(jié)果，而航空電子設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)中，設(shè)備采用模塊化結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的故障診斷方法對(duì)提高航空電子自動(dòng)化測(cè)量的效果和故障診斷的效果都是非常有幫助的，希望此次探討可以為我們航空電子設(shè)備的自動(dòng)化測(cè)試發(fā)展提供有效的幫助。

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