航空相機(jī)板間通信系統(tǒng)故障診斷設(shè)計

航空相機(jī)板間通信系統(tǒng)故障診斷設(shè)計第1頁/共23頁一、課題的目的及意義航空相機(jī)作為一種重要的獲取地面信息手段，用光學(xué)拍照的形式給人以直觀、清晰的圖像信息，在航空遙感技術(shù)中起著舉足輕重的作用，但是航空相機(jī)在使用過程中會出現(xiàn)故障，尤其是通信方面的故障，要排除故障首先要通過故障診斷查出故障所在，因此對航空相機(jī)控制系統(tǒng)的曝光板、補(bǔ)償板、429板、電源板、主控板這五塊控制板的通信故障診斷技術(shù)的研究就變得尤為重要。第2頁/共23頁二、故障診斷技術(shù)的發(fā)展階段

故障診斷技術(shù)的發(fā)展階段分為兩個過程：

1、常規(guī)診斷階段

2、智能診斷階段智能診斷技術(shù)有很多分支，其中有基于專家系統(tǒng)的診斷技術(shù)、人工網(wǎng)絡(luò)的診斷技術(shù)、故障樹分析的診斷技術(shù)等。第3頁/共23頁三、課題主要研究內(nèi)容

本文主要從以下幾個方面進(jìn)行論述：

1、查閱了有關(guān)資料，詳細(xì)介紹了故障樹分析法原理，并根據(jù)故障診斷技術(shù)建立了航空相機(jī)板間通信系統(tǒng)的故障樹，在理論上分析研究了航空相機(jī)板間通信系統(tǒng)的故障因素。

2、采用模擬電路故障診斷技術(shù)，提出了航空相機(jī)板間通訊系統(tǒng)故障診斷的方案，并且對航空相機(jī)板間通信系統(tǒng)故障診斷的硬件電路進(jìn)行分析和設(shè)計。

3、編寫了航空相機(jī)板間通信系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的軟件流程，描述了故障診斷的過程，以及展示了軟件操作界面。

4、深入探討了航空相機(jī)板間通訊系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)第4頁/共23頁四、技術(shù)指標(biāo)1、工作溫度:-40℃~+70℃;2、支持3.3V或5VPIC總線信號；3、MTBF:最小110000小時；4、400MHZ、7.6W（5VDC）；5、輸入通道數(shù)：單端32路、雙端16路；6、最大采樣頻率100KHZ;第5頁/共23頁五：故障樹的建立1：故障樹的定義

故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖，它用事件符號、邏輯門符號和轉(zhuǎn)移符號描述系統(tǒng)中各種事件之間的因果關(guān)系。邏輯門的輸入事件是輸出事件的“因”、輸出事件是輸入事件的"果"。第6頁/共23頁2：故障樹的建立原則全面分析系統(tǒng)故障，對診斷對象做系統(tǒng)分析。明確定義系統(tǒng)的正常狀態(tài)、正常事件、故障狀態(tài)、故障事件。對故障作深入的研究，評價各類故障對系統(tǒng)的影響，找出導(dǎo)致各種故障的原因。準(zhǔn)確地選擇頂事件，在明確系統(tǒng)各類故障的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)最不希望發(fā)生的故障事件為頂事件。確定建樹范圍，根據(jù)對系統(tǒng)提出的假設(shè)條件為依據(jù)，合理地確定邊界條件，最終確定故障樹的建樹范圍，系統(tǒng)的邊界條件包括頂事件、系統(tǒng)各部件的初始狀態(tài)、必然事件、不相容事件等。第7頁/共23頁3、故障樹模型的建立目前還沒有一種有效的統(tǒng)一建樹方法，但通常采用的是演繹法建樹。該法是先選定系統(tǒng)中不希望發(fā)生的故障事件為頂端事件，其后第一步是找出直接導(dǎo)致頂端事件發(fā)生的各種可能因素或因素組合，第二步再找出第一步中各因素的直接原因。循此方法逐級向下演繹，一直追溯到引起系統(tǒng)發(fā)生故障的全部原因，即分析到不需要繼續(xù)分析原因的底事件為止。然后，把各級事件用相應(yīng)的符號和適合于它們之間邏輯關(guān)系的邏輯門與頂端事件相連接，就建成了一棵以頂事件為根，中間事件為節(jié)，底事件為葉的具有若干級的倒置故障樹。系統(tǒng)分析判明故障選擇故障作為頂事件確定故障邊界條件、失效因素及發(fā)生概率建立故障樹第8頁/共23頁六、故障樹分析法1、故障樹分析原理故障樹分析首先由Bell電話實驗室的WastonHA于1961年提出，作為分析系統(tǒng)可靠性的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過許多學(xué)者的發(fā)展，迄今已取得了很大進(jìn)展，已成為較為完善的系統(tǒng)可靠性分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

第9頁/共23頁2、航空相機(jī)板間通訊統(tǒng)故障樹的建立第10頁/共23頁第11頁/共23頁七、系統(tǒng)的總體方案

主控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第12頁/共23頁八、硬件電路

主控系統(tǒng)的pc104總線連接電路第13頁/共23頁PC104嵌入式系統(tǒng)硬件電路第14頁/共23頁PC104主控計算機(jī)系統(tǒng)PM515采集卡PM530數(shù)字信號接口卡PM520模出接口卡PM504第15頁/共23頁板間通信系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

第16頁/共23頁429板信號調(diào)理電路的設(shè)計第17頁/共23頁九、故障診斷過程

1、軟件設(shè)計故障診斷系統(tǒng)的檢測流程第18頁/共23頁

主控板故障診斷過程第19頁/共23頁429板故障診斷過程第20頁/共23頁十、總結(jié)

航空相機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其板間通信系統(tǒng)由許多塊電路板組成。在檢測故障時，需要利用故障樹檢測原理對每個電路板進(jìn)行分析，建立起整個系統(tǒng)的故障樹。根據(jù)所繪制的故障樹，分析出每一個故障的原因，設(shè)計硬件電路，然后建立測試流程，完成整