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根据仿真的嵌入式确诊规划办法

为及时、准确地检测隔离内部故障,支持新一代飞机视情维修和自主式保障的实现,提高飞机的保障性和经济可承受性,必须在装备研制一开始就综合考虑整体诊断策略的设计,从设计的源头保证良好的测试性。因此,在设

  为及时、精确地检测阻隔内部毛病,支撑新一代飞机视情修理和自主式确保的完成,进步飞机的确保性和经济可接受性,有必要在配备研发一开始就归纳考虑全体确诊战略的规划,从规划的源头确保杰出的测验性。因而,在规划初期,仿真剖析作为规划辅佐手法显得尤为重要。现在,根据仿真的确诊规划研讨对实践确诊规划的辅导多停留在理论阶段,缺少工程运用的途径及事例,使得先进的确诊战略规划技能与工程实践脱节。因而,如何将仿真剖析成果有用运用于工程实践,树立起二者之间的桥梁,是确诊规划中亟待解决的问题。笔者介绍了一种根据仿真的嵌入式确诊规划办法,并根据事例对该办法的有用性和实用性进行了验证。该办法为仿真剖析得到的最优确诊战略在嵌入式确诊规划中的有用履行供给了思路和途径,完成了建模仿真剖析工刁难实践工程规划的有用辅导,可用于辅导产品实践确诊规划。

  1 技能原理及流程

  根据仿真的嵌入式确诊规划办法根据确诊目标的毛病传递联系、毛病方式信息、测验点信息、功用框图等输入,以测验性模型和EDA功用仿真模型为根底。一方面,以测验性建模剖析为手法,取得确诊逻辑/规范,清晰各毛病方式的检测阻隔判据,将其作为确诊推理的根据,即得到毛病一测验相关性矩阵;另一方面,以功用仿真剖析和毛病注入仿真剖析为辅佐,确认需获取的信号以及信号搜集处理办法,进一步取得一种全新的毛病一信号一测验相关性矩阵,终究构成确诊目标的嵌入式确诊战略。根据取得的确诊战略,能够进行确诊算法、程序及电路等的规划,然后在实践运用时根据相关参数的监控成果,得到所需的确诊成果,完成机内确诊。具体的确诊规划办法施行流程如图1所示。

    

  图1 根据仿真的确诊规划办法施行流程

  2 事例剖析

  以某类型飞机航电体系中的语音处理单元的机内确诊(BIT)规划为例,具体介绍所述的根据仿真的嵌入式确诊规划办法。其功用框图和组成结构如图2所示。

    

  图2 确诊目标功用框图

  搜集确诊目标的规划材料、技能阐明、电路原理图和功用框图等。根据相关材料,剖析确诊目标的功用、特性。根据产品的可靠性剖析成果、产品的信号流图,确认产品的毛病方式信息及毛病传递联系;一起,根据产品物理结构和测验处理才能,开始选定产品的可用测验点。如表1所示。

  表1 毛病方式剖析表

    

  2.1 树立毛病一测验相关性矩阵

  确认毛病一测验相关性矩阵的进程即树立确诊逻辑/判据的进程。

  (1)产品测验性模型建模。

  根据产品的功用框图,结合毛病方式信息、毛病传递联系等,根据产品可用测验点,树立起产品的开始测验性模型。笔者选用TADS软件完成事例体系的模型树立,其模型为分层结构的信号流模型,如图3所示。

    

  图3 事例体系的测验性模型

  (2)根据树立的测验性模型,根据产品的确诊要求和规划约束条件,进行测验性剖析。

  ①剖析毛病方式与测验点测验成果的联系,生成相关性矩阵。运用TADS软件,对树立的模型履行静态剖析和测验性剖析,得到模型的毛病一测验相关性矩阵(D矩阵)。

  ②优化测验点布局和相关性矩阵,得到确诊逻辑/判据。产品的最优确诊战略以测验点的优选成果为根底。因而,应在满意测验性目标的根底上,辨认冗余测验,进一步阻隔含糊组,完成对相关性矩阵的优化。在挑选去除未选用测验后,即可得到该确诊目标的确诊逻辑/判据。如表2所示。

  表2 优化后的毛病一测验相关性矩阵

    

  2.2 确认确诊用信号/参数集

  为完成毛病一测验相关性矩阵中测验的具体规划,经过EDA电路功用仿真及毛病仿真,获取确诊目标的正常状况及各毛病状况下的信号表征,得到为完成确诊所需的信号/参数集,并对其进行必定的优化,确认用于确诊的信号/参数集。

  (1)树立产品EDA电路功用模型和EDA毛病模型,仿真获取状况信息。

  笔者运用仿真剖析软件Saber作为EDA建模剖析东西,根据所述的建模手法及办法,根据事例电路功用原理,树立其电路功用模型,并进行仿真剖析,可得到产品正常作业状况下的电路各信号/参数状况及特征,如图4所示。根据毛病模型建模办法,为毛病一测验相关性矩阵中的毛病方式树立毛病模型。在本事例的典型毛病方式模型和仿真成果拜见文献。将毛病模型置于电路功用仿真环境中,进行毛病注入仿真剖析,得到产品各毛病状况下的信号/参数特性。事例电路各毛病方式的毛病状况如表3中相应列所示。

  (2)确认支撑确诊所需搜集的信号/参数。

  根据确诊目标的毛病状况、电路特性和确诊需求,确认确诊所需信号/参数集,其准则如下:

  ①合并可复用的信号/参数。关于毛病表征在同一信号上的毛病方式,其检测参数可复用,以增加电路的运用率,减小检测电路/算法的体积/规划。

  ②等效处理特征信号/参数。关于获取存在困难的信号/参数可经过仿真剖析,选用易于完成的等效信号/参数进行检测,挑选时可优先考虑已运用的检测信号/参数,以及对毛病状况表征信号灵敏度较高的电路参数/信号。

    

  图4 事例电路的电路功用仿真成果

  2.3 信号处理战略规划

  信号处理战略规划便是在确认的确诊用信号/参数集的根底上,确认其搜集和剖析处理办法,如对信号/参数所作的调整、改换和传输,包含扩大、衰减、滤波、整流、统计剖析、频谱剖析和A/D改换等。本事例中,为完成在线确诊,可将各类信号转化成数字量信号由处理器一致进行搜集处理。总结得到各毛病方式的检测信号/参数及其检测手法,如表3中相应列所示。

  表3 音频处理单元事例各毛病方式的检测参数及处理办法

  2.4 树立确诊目标的毛病-信号-测验矩阵

  结合毛病一测验矩阵(确诊逻辑)和确认的各毛病方式的检测参数及其检测处理办法,可构成确诊目标的毛病-信号-测验矩阵。其根据各毛病状况下需检测的信号/参数特性,将建模剖析得到的确诊逻辑中的测验点测验成果以实践电路信号/参数特征量的方式表征,即得到确诊逻辑的完成战略。毛病-信号-测验相关性矩阵示例如表4所示。

  表4 毛病-信号-测验相关性矩阵示例

  2.5 机内确诊方案规划

  根据确认的毛病-信号-测验矩阵、需检测参数的检测手法及信号处理办法等,确认机内确诊规划方案。

  ①机内确诊推理代码/程序规划。将根据具象化的确诊战略(毛病-信号-测验相关性矩阵),规划机内确诊推理代码,并结合产品功用原理,以最优的软硬件规划,规划完成确诊推理代码。代码能够以控制程序的方式加载到处理器中;也能够以查询句子的方式存储在ROM中。

  ②完成信息处理规划。即以实践电路和算法完成对确诊所需信号/参数的搜集和处理。

  ③得到确诊成果。以周期BIT为例,在线确诊时,以规划的搜集处理电路周期性监测各相关信号,根据监测成果,依机内确诊推理代码输出确诊成果,完成机内确诊规划。

  在事例电路中,可选用确诊规划电路包含如真有用值(RMS)丈量电路、模数转化电路、处理器及其外围电路三大部分,如图5所示。图中,RMS丈量电路,可采用专用的真有用值丈量%&&&&&%芯片来完成;A/D转化电路,需转化信号为5路,合作处理器,运用满意要求的8位或12位A/D转化芯片即可;处理器则根据电路特性和确诊需求,运用一般单片机、DSP或FPGA等都可完成。

  图5 确诊规划功用框图

  根据选用的处理器,将2.1节所述的毛病-信号-测验相关性矩阵规划为适宜的确诊代码,载入处理器中;各类确诊用信号经过相应的处理,由处理器进行一致的搜集剖析;根据搜集的信号状况和内置的确诊逻辑,可采用门限比较法,得到事例电路的确诊成果。

  3 结束语

  将测验性建模剖析和EDA仿真剖析手法有用结合,论说了一种根据仿真的确诊规划办法。其以测验性建模剖析得到的毛病一测验相关性矩阵为根底,根据EDA功用及毛病仿真剖析,获取确诊所需的检测信号/参数状况并确认信号处理办法,然后构建得到一种毛病一信号一测验相关性矩阵,用以辅导产品的嵌入式确诊规划。文中根据工程事例,对该嵌入式确诊规划办法进行了具体介绍,根据文中事例,经过恰当增加软硬件电路,搜集9个测验点上的信号,即可完成对事例确诊目标18种毛病方式的有用检测和阻隔。该办法为将测验性仿真剖析得到的最优确诊战略运用于工程实践供给了思路和途径,为产品嵌入式确诊规划完成供给了有用辅导。

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