基于虚拟仪器的集控舵控制器故障诊断平台设计与实现

发布时间：2017-10-06 23:36

  本文关键词：基于虚拟仪器的集控舵控制器故障诊断平台设计与实现

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【摘要】：随着科学技术的发展，现代海战中潜艇的作战海域和活动空间正在逐渐扩大，从而对潜艇的总体性能和技术装备提出了一系列新的要求，而其中最为关键的要素是潜艇的机动性和隐蔽性。列装于潜艇的某型集控舵，是潜艇用于控制航向、深度、纵倾角、浮力的操纵控制设备，也是提高潜艇机动性和隐蔽性的关键装备。 该型集控舵控制器采用模块化设计，内部板件、模块众多，包括加固主机板、接口板、通讯板等多种线路板，既有复杂的小信号放大、相敏解调、信号采集等模拟部分，也有复杂的嵌入式CPU主板、串行通信等，接口信号复杂、时序要求高，硬件和软件密切相关，采用一般测量仪表难以完成检测和维修工作，给装备的小修、中修等高等级维修造成了很大困难。 针对某型集控舵控制器故障诊断的问题，在分析了当前自动测试系统、虚拟仪器技术和专家诊断系统的发展趋势和技术应用优势后，详细地研究了基于故障树的故障诊断专家系统，并将虚拟仪器技术应用到了故障诊断专家系统中。分析了当前主流的软件开发平台，选用LabVIEW开发平台，设计了某型集控舵控制器故障检测系统的软件系统。研究了仪器总线技术，，系统分析了各类总线技术在工程应用上的优缺点，确定采用了PXI总线和IEEE-1394总线结合的混合总线方式，结合应用NI公司标准化的仪器组件，构建了某型集中控制操舵仪线路板测试系统的硬件平台。 某型集控舵控制器故障检测系统构建了该型集控舵控制器的闭环修理环境，实现了故障再现、故障分离、故障诊断等功能，可在不具备样机的条件下完成集控舵控制器线路板的检测、修理和调试。该系统已经对集控舵控制器的故障检测进行了现场验证，结果表明某型集中控制操舵仪控制器故障检测系统完全满足设计要求，操作规范简便，故障诊断性能优异，解决了某型集控舵控制器高等级修理的难题，极大地提升了装备保障单位对该型集控舵的保障能力，具有较高的军事和经济效益。
【关键词】：故障检测 专家系统 虚拟仪器 LabVIEW PIX总线
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.76;U674.707
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 图表清单9-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 课题背景及意义12-14
• 1.1.1 现代海战对潜艇操纵的要求12
• 1.1.2 集控舵控制器故障诊断平台现状分析12-13
• 1.1.3 集控舵线路板研制的必要性与意义13-14
• 1.2 国内外相关技术发展现状14-17
• 1.2.1 自动操舵仪的发展历程14-16
• 1.2.2 虚拟仪器技术的发展16-17
• 1.2.3 故障诊断专家系统的发展趋势17
• 1.3 本文的主要研究工作及内容安排17-19
• 第二章 基于故障树的故障诊断专家系统的研究19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 集控舵控制器结构功能分析19-20
• 2.2.1 集控舵控制器的组成19-20
• 2.2.2 集控舵控制器原理分析20
• 2.3 集控舵控制器故障特性分析20-24
• 2.4 集控舵控制器故障诊断专家系统的研究24-30
• 2.4.1 故障诊断专家系统概述24-25
• 2.4.2 专家系统构成25
• 2.4.3 集控舵控制器故障树的构造及分析25-29
• 2.4.4 基于故障树的推理机设计29-30
• 2.5 基于虚拟仪器的故障诊断专家系统30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 基于虚拟仪器的故障诊断平台软件系统设计与实现32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 故障诊断平台软件系统的总体设计32-39
• 3.2.1 软件开发平台的选择32-34
• 3.2.2 数据库的选择34-35
• 3.2.3 动态调用子程序的确定35-37
• 3.2.4 故障诊断平台软件系统总体设计方案37-39
• 3.3 故障诊断平台软件系统构建39-42
• 3.3.1 故障诊断平台软件系统主界面的设计39-40
• 3.3.2 故障诊断平台软件系统测试子程序设计40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 基于 PXI 总线的硬件系统设计与实现43-56
• 4.1 引言43
• 4.2 仪器总线技术的研究43-48
• 4.2.1 GPIB 总线技术44
• 4.2.2 VXI 总线技术44-45
• 4.2.3 PXI 总线技术45-47
• 4.2.4 总线技术的选取47-48
• 4.3 故障诊断平台硬件总体设计方案48-53
• 4.3.1 硬件的组成49-52
• 4.3.2 通用测试接口设计52
• 4.3.3 测试接口适配器设计52-53
• 4.4 故障诊断平台硬件实现53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 集控舵控制器故障诊断平台实用性验证分析56-67
• 5.1 引言56
• 5.2 集控舵控制器故障诊断平台概述56-57
• 5.2.1 运行前准备57
• 5.2.2 软件功能57
• 5.3 集控舵控制器故障诊断平台功能验证57-65
• 5.3.1 故障诊断平台软件系统验证57-60
• 5.3.2 故障诊断专家系统的验证60-61
• 5.3.3 接口板 2 检测61-63
• 5.3.4 模放板检测63-65
• 5.4 本章小结65-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 本文研究工作总结67
• 6.2 存在问题及后期研究方向67-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文73

【参考文献】

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1 郭茂祖,孙华梅,黄梯云;专家系统中知识库组织与维护技术的研究[J];高技术通讯;2002年02期

2 李t

本文编号：985697