基于內裝測試（BIT）技術(shù)的裝備控制系統故障診斷

　　本設計中被測頻率信號為2kHz，其測量是采用8254定時(shí)計數的方式測量。

　　由于標準輸入時(shí)鐘脈沖的頻率為4MHz，而裝備系統需要測量的信號頻率為2kHz，其測量即是一個(gè)8254定時(shí)0.01S并對信號進(jìn)行計數20的測量。由定時(shí)計數初值的公式可得N=T×f=0.01(s)×4MHz=40000，設計采用計數器1、2級聯(lián)作為定時(shí)器，由于我們要統計0.01s內的信號發(fā)生次數，也就是說(shuō)計數器1、2級聯(lián)定時(shí)，每到0.01s就通知中斷INT3，所以其工作方式設置如下：計數器1為模式2，計數器2為模式0。設計數器1的計數初值為N1，計數器2的計數初值為N2，且保證N1×N2=40000，然后將各自初值送入各自寄存器通道即可。

　時(shí)間信號測量

　　在硬件連接上，計時(shí)采用中斷計時(shí)法，由于裝備系統設備要求，計時(shí)最大量為8S，所以測量計時(shí)量需要二個(gè)計數器級聯(lián)為32位來(lái)工作，硬件設計上仍是級聯(lián)計數器1和計數器2，GATE1與GATE2均通過(guò)反相器接的P1.0口，CLK1端接標準頻率脈沖4MHz，其硬件設計見(jiàn)圖4。計時(shí)具體計算方法為：其中計數器1和計數器2的計數初值均為0xFFFF，計數器1、2中當前計數值=N1×N2。

　　故障知識庫的建立

　　在建造故障診斷專(zhuān)家系統知識庫時(shí)，如何組織和處理專(zhuān)家經(jīng)驗知識和相關(guān)的技術(shù)文獻知識，決定著(zhù)故障診斷的有效性和準確性，我們把診斷過(guò)程中獲取的裝備控制系統故障模式、故障原因以故障樹(shù)的形式組織起來(lái)，并通過(guò)對該故障樹(shù)進(jìn)行定性分析，得出故障樹(shù)的最小割集，并將原故障樹(shù)在最小割集的基礎上簡(jiǎn)化，最后把相關(guān)的概念、事實(shí)以及它們之間的關(guān)系知識按關(guān)系模式表的結構組織起來(lái)，生成診斷知識庫。在裝備控制系統的故障診斷中，依據設備故障樹(shù)，形成關(guān)系知識規則的步驟如下：(1)故障樹(shù)邏輯簡(jiǎn)化，減少中間事件;(2)引進(jìn)多個(gè)不相容獨立事件，代替故障樹(shù)中相容事件;(3)將故障樹(shù)的事件轉化為概念命題;(4)分解故障樹(shù)為一系列單輸出分支—a輸入定義為關(guān)系規則前提，與門(mén)轉化為關(guān)系規則的前提組合條件、或門(mén)轉化為并列規則的前提、非門(mén)轉化為單結論的非規則以表示互斥關(guān)系，b輸出定義為關(guān)系規則結論，c重復Step a。

　　計算故障樹(shù)的最小割集

　　為了便于規則的描述，故障樹(shù)描述的規則必須只含最小割集的底事件。

　　本文采用下行法計算割集。這個(gè)算法的特點(diǎn)是根據故障樹(shù)的實(shí)際結構，從頂事件開(kāi)始，逐級向下尋找，找出割集。因為只從上下相鄰兩級來(lái)看，與門(mén)只增加割集階數(割集所含底事件數目)，不增加割集個(gè)數;或門(mén)只增加割集個(gè)數，不增加割集階數，所以規定在下行過(guò)程中，順次將邏輯門(mén)的輸出事件置換為輸入事件，遇到與門(mén)就將其輸入排在同一行(輸入事件的交(布爾積))，遇到或門(mén)就將其輸入事件各自排成一行(輸入事件的并(布爾和))，這樣直到全部換成底事件為止，這樣得到的割集通過(guò)兩兩比較，劃去那些非最小割集，剩下即為故障樹(shù)的全部最小割集。圖5是裝備控制系統中A/D板故障樹(shù)的割集計算，表1表示下行法求割集的過(guò)程。由表可知A/D板的最小割集為{B1}、{B2}、{B3}、{B4，B5}。

形成關(guān)系知識的規則

　　根據A/D板的最小割集和結元器件端電壓異常，用關(guān)系知識的規則步驟分析可得A/D板故障的規則如下：

　　Rule1 IF A/D板故障且B1端電壓異常 Then B1壞;

　　Rule2 IF A/D板故障且B2端電壓異常 Then B2壞;

　　Rule3 IF A/D板故障且B3端電壓異常 Then B3壞;

　　Rule4 IF A/D板故障且B4端電壓異常 Then B4壞;

　　Rule5 IF A/D板故障且B5端電壓異常 Then B5壞。

　　從上面的規則建立過(guò)程可以得出，該方法將故障樹(shù)分析法與專(zhuān)家系統有機結合，使得知識工程師、領(lǐng)域專(zhuān)家、使用維修人員之間的交流與合作更加容易，消除建立知識庫的盲目性，確保了診斷知識的一致性和完備性、高可靠性;將數值計算過(guò)程和符號決策過(guò)程結合在一起，集成了多種形式的知識，有助于實(shí)現診斷的自動(dòng)化和診斷結果更準確可靠。因此，建立合理的裝備控制系統故障樹(shù)，將故障樹(shù)轉化為關(guān)系知識，這一過(guò)程是導出專(zhuān)家系統關(guān)系規則(診斷知識)的有效途徑。

　　結語(yǔ)

　　將BIT用于裝備控制系統，有效地避免異常的發(fā)生，提高控制系統運行的可靠性。BIT技術(shù)簡(jiǎn)化了裝備控制系統地面測試時(shí)需要將設備上所有被測信號通過(guò)眾多的測試電纜引到地面來(lái)檢測的繁瑣，同時(shí)使地面測試設備變得不再龐大、復雜，縮短了裝備測試前的準備工作時(shí)間，滿(mǎn)足了操作人員對裝備快速響應的要求。