[发明专利]一种电气系统故障诊断装置

说明书

技术领域

本发明涉及电气系统故障诊断技术领域，特别涉及一种基于逻辑物理综合模型的电气系统故障诊断装置。

背景技术

随着电气系统智能化程度的不断提高，对维护保障人员的专家知识水平要求越来越高，目前大部分维护保障工作都离不开领域专家的现场技术指导和协作攻关；各种地面测试手段不断完善，测试信息越来越丰富，但其综合分析手段仍然十分有限。在电气系统的故障诊断方面，常用方法是基于信号互连结构故障诊断，该方法实质是一种基于信号网络连接传播的诊断方法。Koscielny等人对这种类型的图论模型开展过基于诊断矩阵、诊断图、诊断代数相结合的方法研究；吴灿、唐小峰等人在前人工作的基础上，针对电气系统互连结构模型进行系统级和组件级诊断方法的应用研究，形成了一套行之有效的方法。

但对于上述基于信号互连结构的电气系统诊断方法来说，目前存在一定的问题：

(1)没有从逻辑和物理层全面描述电气系统的信号及其传播信息，综合分析方法有限。

(2)建立的模型与实际设计电路存在信息较大差距，容易带来模型的失真。

另一方面，早在上世纪90年代，国外航空航天企业如波音、空客等，已经开始全面采用诸如Mentor Graphic公司产品的专业电气系统设计软件和工具，极大提高了研发效率。目前许多电气系统设计软件将原理设计、接线设计、线束设计、制造、分析等模块集成在一起，基于数据库开展设计，对全设计流程实施统一的数据管理，并具备系统级仿真分析、功能验证和FMEA分析功能，构成了电气系统设计、分析的完整解决方案。

由于电气设计模块可以导出完整的系统组成结构信息、组件或部件甚至器件信息以及电气连接关系信息。因此，从电气设计模块中提取诊断对象的组成结构、产品互连信息、信号网表信息，进行基于信号互连结构的故障诊断技术的改进意义重大。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、操作方便、通用性好、准确率高、可针对不同用户进行配置、工程应用价值大的电气系统故障诊断装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种电气系统故障诊断装置，包括PC机、接口适配器、通用测试资源模块、故障诊断模块和诊断知识库模块，所述PC机控制通用测试资源模块经接口适配器测试待诊断电气系统得到测试数据，所述故障诊断模块接收测试数据并对测试数据进行预处理，所述诊断知识库模块接收并对预处理后的测试数据进行诊断处理得到诊断结果。

作为本发明的进一步改进：

本发明还包括故障知识库管理模块和电气系统设计模块，所述故障知识库管理模块读入由电气系统设计模块生成的系统组件间的连接信息文件并对连接信息文件进行预处理，经过用户的交互操作，建立待诊断电气系统的LPS模型，生成LPS诊断知识库模块，所述连接信息包括导线表文件和/或网表文件。

所述待诊断电气系统的LPS模型包括系统层、信号逻辑层、产品连接层以及健康层。

所述故障诊断模块包括测试软件模块、测试数据、诊断知识库模块引擎、异常信号队列处理模块、正常信号队列处理模块、信号异常检测处理模块、信号类型识别模块、诊断处理和诊断结果模块；所述测试软件模块调用通用测试资源模块，得到测试数据，并利用LPS诊断知识库模块中的信号层和健康层进行测试数据预处理，进入信号异常检测；检测后得到异常信号队列和正常信号队列，对异常信号队列的信号进行信号类型识别，然后通过LPS诊断知识库模块的系统层、产品连接层和信号逻辑层对识别后的信号进行匹配、搜索，完成诊断处理得到诊断结果。

所述信号类型识别包括对单端信号、差分信号和总线信号三种信号类型进行识别和处理。

所述测试数据包含待诊断电气系统的实时测试数据和历史测试数据。

所述通用测试资源模块包括A/D模块、DMM万用表模块、开关模块、D/A模块、数字通讯模块、电源模块以及总线。

所述诊断知识库模块包括物理连接知识库、关联关系知识库和总线知识库。

所述PC机通过总线连接通用测试资源模块，所述PC机通过接口适配器和测试电缆连接待诊断电气系统，根据不同的待诊断电气系统更换不同的接口适配器和测试电缆，所述总线包括VXI、GPIB、PCI、PXI总线中任意一种或几种的组合。

所述故障诊断模块和诊断知识库模块运行在同一台PC机中，所述的故障诊断模块和故障知识库管理模块运行在同一台PC机中或运行在不同的PC机中。

与现有技术相比，本发明的优点在于：