航空相机板间通信系统故障诊断设计

航空相机板间通信系统故障诊断设计第1页/共23页一、课题的目的及意义航空相机作为一种重要的获取地面信息手段，用光学拍照的形式给人以直观、清晰的图像信息，在航空遥感技术中起着举足轻重的作用，但是航空相机在使用过程中会出现故障，尤其是通信方面的故障，要排除故障首先要通过故障诊断查出故障所在，因此对航空相机控制系统的曝光板、补偿板、429板、电源板、主控板这五块控制板的通信故障诊断技术的研究就变得尤为重要。第2页/共23页二、故障诊断技术的发展阶段

故障诊断技术的发展阶段分为两个过程：

1、常规诊断阶段

2、智能诊断阶段智能诊断技术有很多分支，其中有基于专家系统的诊断技术、人工网络的诊断技术、故障树分析的诊断技术等。第3页/共23页三、课题主要研究内容

本文主要从以下几个方面进行论述：

1、查阅了有关资料，详细介绍了故障树分析法原理，并根据故障诊断技术建立了航空相机板间通信系统的故障树，在理论上分析研究了航空相机板间通信系统的故障因素。

2、采用模拟电路故障诊断技术，提出了航空相机板间通讯系统故障诊断的方案，并且对航空相机板间通信系统故障诊断的硬件电路进行分析和设计。

3、编写了航空相机板间通信系统故障诊断系统的软件流程，描述了故障诊断的过程，以及展示了软件操作界面。

4、深入探讨了航空相机板间通讯系统故障诊断系统的关键技术第4页/共23页四、技术指标1、工作温度:-40℃~+70℃;2、支持3.3V或5VPIC总线信号；3、MTBF:最小110000小时；4、400MHZ、7.6W（5VDC）；5、输入通道数：单端32路、双端16路；6、最大采样频率100KHZ;第5页/共23页五：故障树的建立1：故障树的定义

故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。逻辑门的输入事件是输出事件的“因”、输出事件是输入事件的"果"。第6页/共23页2：故障树的建立原则全面分析系统故障，对诊断对象做系统分析。明确定义系统的正常状态、正常事件、故障状态、故障事件。对故障作深入的研究，评价各类故障对系统的影响，找出导致各种故障的原因。准确地选择顶事件，在明确系统各类故障的基础上，确定系统最不希望发生的故障事件为顶事件。确定建树范围，根据对系统提出的假设条件为依据，合理地确定边界条件，最终确定故障树的建树范围，系统的边界条件包括顶事件、系统各部件的初始状态、必然事件、不相容事件等。第7页/共23页3、故障树模型的建立目前还没有一种有效的统一建树方法，但通常采用的是演绎法建树。该法是先选定系统中不希望发生的故障事件为顶端事件，其后第一步是找出直接导致顶端事件发生的各种可能因素或因素组合，第二步再找出第一步中各因素的直接原因。循此方法逐级向下演绎，一直追溯到引起系统发生故障的全部原因，即分析到不需要继续分析原因的底事件为止。然后，把各级事件用相应的符号和适合于它们之间逻辑关系的逻辑门与顶端事件相连接，就建成了一棵以顶事件为根，中间事件为节，底事件为叶的具有若干级的倒置故障树。系统分析判明故障选择故障作为顶事件确定故障边界条件、失效因素及发生概率建立故障树第8页/共23页六、故障树分析法1、故障树分析原理故障树分析首先由Bell电话实验室的WastonHA于1961年提出，作为分析系统可靠性的数学模型，经过许多学者的发展，迄今已取得了很大进展，已成为较为完善的系统可靠性分析技术，广泛应用于各个领域。

第9页/共23页2、航空相机板间通讯统故障树的建立第10页/共23页第11页/共23页七、系统的总体方案

主控系统结构框图第12页/共23页八、硬件电路

主控系统的pc104总线连接电路第13页/共23页PC104嵌入式系统硬件电路第14页/共23页PC104主控计算机系统PM515采集卡PM530数字信号接口卡PM520模出接口卡PM504第15页/共23页板间通信系统故障诊断系统硬件电路设计

第16页/共23页429板信号调理电路的设计第17页/共23页九、故障诊断过程

1、软件设计故障诊断系统的检测流程第18页/共23页

主控板故障诊断过程第19页/共23页429板故障诊断过程第20页/共23页十、总结

航空相机内部结构十分复杂，其板间通信系统由许多块电路板组成。在检测故障时，需要利用故障树检测原理对每个电路板进行分析，建立起整个系统的故障树。根据所绘制的故障树，分析出每一个故障的原因，设计硬件电路，然后建立测试流程，完成整