基于内装测试（BIT）技术的装备控制系统故障诊断

　　本设计中被测频率信号为2kHz，其测量是采用8254定时计数的方式测量。

　　由于标准输入时钟脉冲的频率为4MHz，而装备系统需要测量的信号频率为2kHz，其测量即是一个8254定时0.01S并对信号进行计数20的测量。由定时计数初值的公式可得N=T×f=0.01(s)×4MHz=40000，设计采用计数器1、2级联作为定时器，由于我们要统计0.01s内的信号发生次数，也就是说计数器1、2级联定时，每到0.01s就通知中断INT3，所以其工作方式设置如下：计数器1为模式2，计数器2为模式0。设计数器1的计数初值为N1，计数器2的计数初值为N2，且保证N1×N2=40000，然后将各自初值送入各自寄存器通道即可。

　时间信号测量

　　在硬件连接上，计时采用中断计时法，由于装备系统设备要求，计时最大量为8S，所以测量计时量需要二个计数器级联为32位来工作，硬件设计上仍是级联计数器1和计数器2，GATE1与GATE2均通过反相器接的P1.0口，CLK1端接标准频率脉冲4MHz，其硬件设计见图4。计时具体计算方法为：其中计数器1和计数器2的计数初值均为0xFFFF，计数器1、2中当前计数值=N1×N2。

　　故障知识库的建立

　　在建造故障诊断专家系统知识库时，如何组织和处理专家经验知识和相关的技术文献知识，决定着故障诊断的有效性和准确性，我们把诊断过程中获取的装备控制系统故障模式、故障原因以故障树的形式组织起来，并通过对该故障树进行定性分析，得出故障树的最小割集，并将原故障树在最小割集的基础上简化，最后把相关的概念、事实以及它们之间的关系知识按关系模式表的结构组织起来，生成诊断知识库。在装备控制系统的故障诊断中，依据设备故障树，形成关系知识规则的步骤如下：(1)故障树逻辑简化，减少中间事件;(2)引进多个不相容独立事件，代替故障树中相容事件;(3)将故障树的事件转化为概念命题;(4)分解故障树为一系列单输出分支—a输入定义为关系规则前提，与门转化为关系规则的前提组合条件、或门转化为并列规则的前提、非门转化为单结论的非规则以表示互斥关系，b输出定义为关系规则结论，c重复Step a。

　　计算故障树的最小割集

　　为了便于规则的描述，故障树描述的规则必须只含最小割集的底事件。

　　本文采用下行法计算割集。这个算法的特点是根据故障树的实际结构，从顶事件开始，逐级向下寻找，找出割集。因为只从上下相邻两级来看，与门只增加割集阶数(割集所含底事件数目)，不增加割集个数;或门只增加割集个数，不增加割集阶数，所以规定在下行过程中，顺次将逻辑门的输出事件置换为输入事件，遇到与门就将其输入排在同一行(输入事件的交(布尔积))，遇到或门就将其输入事件各自排成一行(输入事件的并(布尔和))，这样直到全部换成底事件为止，这样得到的割集通过两两比较，划去那些非最小割集，剩下即为故障树的全部最小割集。图5是装备控制系统中A/D板故障树的割集计算，表1表示下行法求割集的过程。由表可知A/D板的最小割集为{B1}、{B2}、{B3}、{B4，B5}。

形成关系知识的规则

　　根据A/D板的最小割集和结元器件端电压异常，用关系知识的规则步骤分析可得A/D板故障的规则如下：

　　Rule1 IF A/D板故障且B1端电压异常 Then B1坏;

　　Rule2 IF A/D板故障且B2端电压异常 Then B2坏;

　　Rule3 IF A/D板故障且B3端电压异常 Then B3坏;

　　Rule4 IF A/D板故障且B4端电压异常 Then B4坏;

　　Rule5 IF A/D板故障且B5端电压异常 Then B5坏。

　　从上面的规则建立过程可以得出，该方法将故障树分析法与专家系统有机结合，使得知识工程师、领域专家、使用维修人员之间的交流与合作更加容易，消除建立知识库的盲目性，确保了诊断知识的一致性和完备性、高可靠性;将数值计算过程和符号决策过程结合在一起，集成了多种形式的知识，有助于实现诊断的自动化和诊断结果更准确可靠。因此，建立合理的装备控制系统故障树，将故障树转化为关系知识，这一过程是导出专家系统关系规则(诊断知识)的有效途径。

　　结语

　　将BIT用于装备控制系统，有效地避免异常的发生，提高控制系统运行的可靠性。BIT技术简化了装备控制系统地面测试时需要将设备上所有被测信号通过众多的测试电缆引到地面来检测的繁琐，同时使地面测试设备变得不再庞大、复杂，缩短了装备测试前的准备工作时间，满足了操作人员对装备快速响应的要求。