導彈測試設備

　　該測試設備是導彈武器系統(tǒng)中一個很重要的組成部分，承擔著對導彈的性能、參數(shù)等進行檢測，確定導彈品質是否達到技術要求的任務，是決定導彈能否成功發(fā)射的重要關口。其主要測試內容包括對導彈系統(tǒng)的硬件、軟件進行全面檢查;檢查導彈系統(tǒng)內各儀器連接是否正確，工作是否匹配;檢查導彈系統(tǒng)與其他分系統(tǒng)連接是否正確，工作是否匹配;檢查系統(tǒng)飛行軟件運行的可靠性等。其測試結果是分析判斷導彈系統(tǒng)性能的重要依據(jù)。

　　導彈測試設備主要由地測微機、采集控制器、監(jiān)控裝置、電源/模擬器等組成，它們之間都是通過I/O總線和專用總線接口相連。模擬量測試電路、數(shù)字量測試電路、開關量測試電路和其他電路通過測控總線和地測微機連接。其結構框圖如圖1所示。

　　專家系統(tǒng)

　　該測試設備是70年代的產品，儀器采用大量分離元件，其工作可靠性較差。由于使用該設備時間較長，積累了較多的排故經驗，具備了利用專家系統(tǒng)進行對該設備故障診斷的基本條件。該專家系統(tǒng)需對地面測試設備實現(xiàn)如下功能：

　　·對地面測試設備進行實時監(jiān)測，反應故障信號;

　　·根據(jù)故障現(xiàn)象，利用專家診斷系統(tǒng)找出故障原因;

　　·根據(jù)專家知識經驗提出排除故障的方法或建議。

　　考慮到數(shù)據(jù)的存儲和組織應具備可靠性和關聯(lián)等特點。該專家系統(tǒng)采用關系數(shù)據(jù)庫技術、用C++Builder(簡稱CB)前端開發(fā)工具開發(fā)，實現(xiàn)Windows下的應用。

　　基于知識的故障診斷專家系統(tǒng)所依據(jù)的是知識庫中的知識，良好的知識庫管理系統(tǒng)可以方便知識的獲取和知識庫的維護。針對導彈測試設備中數(shù)據(jù)種類多、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)管理任務重等特點，以及對各種數(shù)據(jù)準確性、實時性和可擴充性等方面的要求，本故障診斷專家系統(tǒng)中考慮使用關系數(shù)據(jù)庫對各種數(shù)據(jù)進行存儲，管理和維護。其好處是：

　　(1)基于數(shù)據(jù)庫的知識庫管理是知識庫管理的新技術。數(shù)據(jù)庫中的表，不僅創(chuàng)建時比較方便，而且對于用戶來說維護也比較容易;發(fā)展的軟件技術也使數(shù)據(jù)庫與應用程序之間的接口更容易實現(xiàn)。所以用數(shù)據(jù)庫特別是關系型數(shù)據(jù)庫來進行對知識的建立與維護是十分合適且方便的。

　　(2)對知識進行系統(tǒng)化組織與存儲，并能有效地管理是建立專家系統(tǒng)時必須要考慮的問題。在關系數(shù)據(jù)庫的基礎上來建造知識庫，充分利用關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能，可以方便知識庫管理系統(tǒng)的設計。

　    (3)基于數(shù)據(jù)庫的知識庫的建立和維護技術，為診斷知識庫提供了易于擴充和完善的框架。合理的知識庫組織和管理系統(tǒng)也是今后完善診斷知識的基礎，通過不斷積累經驗，不斷地完善已有的知識體系，最終可提高診斷系統(tǒng)的智能化水平。

　　系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

　　硬件系統(tǒng)結構模型

　　系統(tǒng)的硬件部分主要是對導彈地面測試設備的模擬量測試信號、數(shù)字量測試信號和時序量測試信號進行實時采集和檢測，與計算機之間采用串行通訊的方式，提供專家系統(tǒng)實時采集信息。其結構框圖如圖2所示。

　　專家系統(tǒng)結構設計

　　通過對該地面測試設備可能發(fā)生故障的分析，有兩種不同的故障判別方式。一種是針對確定因素進行推理的精確故障診斷模式;另一種是針對多因素模糊判斷的模糊判別故障診斷模式。因此，在知識的獲取、表示和推理等的機制上采取了不同的方法。圖3示出該專家系統(tǒng)的結構模型。

　　專家系統(tǒng)一個重要的功能就是新知識的學習能力，該專家系統(tǒng)知識庫可以根據(jù)不同型號需要改進更新而重新充實，專家系統(tǒng)中的故障庫系統(tǒng)承擔著為學習系統(tǒng)準備學習樣本的重要任務，該系統(tǒng)的故障實例可以以{原始信號，診斷結論，維修措施｝形式進行記錄，這樣記錄的實例通用性比較強，在理論上可以供多個專家系統(tǒng)使用，不同型號的地測設備的故障診斷專家系統(tǒng)可以應用自己的征兆識別系統(tǒng)進行識別，將實例轉化為適合自己的形式進行學習。該專家系統(tǒng)做了專門的應用程序窗口來進行對知識的獲取，包括添加、修改、刪除等操作。針對精確故障推理知識和故障模糊判斷知識的不同要求，分別做了不同的知識獲取窗口應用程序，既可以通過向維修專家和所記錄的維修資料來獲取知識，也可以通過系統(tǒng)自學習來獲取知識。

　　在專家系統(tǒng)中，核心環(huán)節(jié)是推理機，推理的知識存放在相應的動態(tài)數(shù)據(jù)庫中，知識推理控制著整個系統(tǒng)的運行并使之按照一定的推理策略去解決問題。由于故障分析中存在確定性知識和模糊性知識，所以知識推理采用了狀態(tài)鏈推理和模糊推理兩種不同的方法。

　　用戶按照系統(tǒng)提示進行現(xiàn)場檢查，確定故障現(xiàn)象，系統(tǒng)接下來會給出造成這一現(xiàn)象的各種原因，并給出相應的排除建議。如果故障還未排除則進行其他原因的查找，直到排除故障為止。模糊推理通過權重確定、加權平均模型和定量指標綜合等得出評價模糊矩陣，對評判結果進行綜合決策。

　　結語

　　該故障診斷專家系統(tǒng)主要創(chuàng)新點在于：實現(xiàn)了無負載動態(tài)接入、多通道智能掃描，采用全程在線隔離硬件測試技術，解決了檢測診斷設備因全程接入而干擾被測裝備、因監(jiān)測能力弱無法實時在線而需被測裝備配合完成診斷的技術難題;采用狀態(tài)鏈推理與模糊推理相結合的推理方法，并運用故障自學習自適應算法，優(yōu)化了狀態(tài)與故障的描述方法，提高了狀態(tài)識別、故障診斷的效率和定位精度，保證了在線監(jiān)測、動態(tài)跟蹤、故障診斷的同步實現(xiàn);采用模塊化設計技術、變量分類封裝技術、可重用性設計技術，實現(xiàn)了監(jiān)測診斷軟件中數(shù)據(jù)處理與診斷邏輯分離，大大提高了軟件的運行效率、可靠性和可移植性。