舰艇指控设备集成测试系统的研究*

俞育新

(浙江凯灵船厂 舟山 316000)

1 测试需求分析

随着国防现代化水平的提高,未来战争对综合电子信息系统依赖性更强,对战时保障提出了极高的要求。作战指挥控制系统是信息化的核心,是部队战斗力重要组成部分,因此保证其系统的完好性至关重要。

一般作战指挥系统的主要功能如下:

1)收集来自雷达、声纳、数据链、电子战等探测设备送来的信息,进行综合处理;

2)显示各种战术态势图形及各种参数;

3)辅助战术决策计算,进行目标指示,实现作战指挥任务。

作战指挥系统组成一般如图1所示。

为了便于测试各模块,需要设计一套通用的战储测试系统,可以交付基地作为基地级战储器材定期加电保养,检测器材完好性的测试设备。

图1 作战指挥系统框图

2 硬件系统设计

测试系统由显控台测试、测试桌、测试机柜等三部分组成,显控台测试部分可检测显控台计算机和管头显示驱动器;测试桌可检测中心机、航迹机以及电源;测试机柜检测S/D机和视频分配器。

2.1 测试桌

测试桌由数字设备单元、平板显示器和通用电源测试仪和一台PC机组成。

图2 上位机通信

CPU板一方面对复位、机器的断电等信号进行提取;另一方面收上位机的控制,为其提供故障特征信息。

智能通信板通过串口通信将设备故障特征信息以统一的报文规范发送给上位机。上位机上的测试诊断结果会以相应的形式在屏幕上显示,以便快速、准确地确定故障的位置和类型,为故障的恢复做好定位工作。工作原理如图2所示。

模拟器:由980JX计算机基本系统和扩展功能模块组成。扩展功能模块主要包括模拟器模块、提取器模块和图形显示模块。模拟器模块(MC、MV)模拟的点迹的正北、方位增量、视频、主脉冲等信号在底板自环送给提取器模块(ANKTJ、ANK)进行提取,这些模拟信号同时送给雷达扫描转换板(RSCA)在监视器上显示一次信息,点迹提取后结果通过图形板(GCB)在平板显示器上显示二次信息。

2.2 测试机柜

由转换单元、分配器单元、一台工控机组成。

测试机柜功能框图如图3所示。

图3 测试机柜功能框图

转换单元:为了测试不同型号的S/D、D/S转换模块,设计一个转换单元。同步机信号仿真器送出信号,经过S/D转换后通过串口发送给工控机在显示器上显示角度。由此可对S/D转换及其控制模块进行测试;角度由串口送给D/S转换后,在角位指示器上显示,可以对D/S转换及其控制模块进行测试。角位指示器和同步机信号仿真器为外购仪器。

3 软件系统设计

3.1 板级测试程序

CPU测试模块

CPU测试主要是通过对CPU主板内存进行读、写、拷贝、比较等操作,完成主处理器的测试。图4是CPU 测试程序,通过1、2、3、4键选择将要搬移的数据块字节大小,把F000段地址中的数据搬移到3000段地址中,然后将搬移前后的两段地址中的数据内容进行比较,如果数据不等,则程序退出。如果数据相等,则将数据按照Debug标准显示格式进行显示,直至通过选择Q键停止和退出。

图4 CPU测试程序

3.2 测试桌软件

3.2.1 软件部件组成

测试软件包括:系统初始化部件,各通讯模块通信处理部件;雷达视频模拟处理部件;点迹提取功能处理部件;航迹处理软件;光栅图形显示处理部件;静态目标处理部件;串口信息处理部件。

3.2.2 故障诊断

在进行诊断前,采用故障模式与后果分析法及故障树分析法对故障进行分析,针对每个单板都建立了一个对应的故障库。智能故障诊断模块实时读取现场数据文件,并通过采用相应的故障诊断方法过滤现场数据,从而实现系统的诊断功能。故障诊断的分析系统采用阈值比较法、距离函数判断法和故障树分析相结合的故障诊断方法。阈值比较法将设备状态数据与系统所设定的设备故障阈值和报警值相比较来简易地判断是否有故障存在;距离函数故障诊断法将设备运行状态的特征量与标准样本特征量进行比较,将它们之间的距离作为判别函数来识别设备的运行状态及故障的严重程度。对量值确定的信号采用阈值比较法,对幅度范围变化较大的信号采用距离函数判断法,综合判断要依赖事先建立的故障树,对故障现象和故障原因的关系进行追溯推导,实现对故障的定位。

图5 数字设备单元检测程序流程图

4 结语

本文针对主流军用加固机的维护保障需求,设计了军用加固计算机的嵌入式故障诊断系统的监管平台,可同时对机箱内多个单板进行管理和监测,不依赖被测设备的运行状态,独立供电,通过提供远程监测功能实现用户对目标机各模块的监测。使用该监管平台能实施实时诊断,及时查看军用加固机各单板的状态并进行故障定位。系统运行稳定、测试准确。

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