基于PHM的机载模块BIT设计及故障诊断系统构建

通过深入研究PHM技术的概念和内涵,分析了构建机载模块BIT设计及故障诊断系统的基本条件,提出了在现有机载模块和地面故障检测系统的基础上,构建机载模块BIT设计及故障诊断系统的具体构架。通过分析总结,从建模的角度提出基于PHM的故障预测模型设计的思路,结合机载模块BIT设计及故障诊断的方法及流程,为机载模块及的在线测试、产品测试性和维修性工作提供理论支持。

一种具有系统加速功能的机载智能IO模块设计

针对传统机载IO模块在工作中占用大量主处理器计算资源,且软硬件开发工作耦合度较高的问题,设计了一种机载智能IO模块。机载智能IO模块以可编程逻辑电路为控制中枢,实现完全自主的运行方式,具有状态机,状态1为周期运行模式,状态2为机内自检测模式,为每种状态设计了时间轴,并创建了基于同步串行数据总线的机载智能IO模块与主处理模块的实时信息交互机制。机载智能IO模块具有自主化、智能化、数字化的特点,可有效提升机载机电管理设备的系统运行效率,并降低机载机电管理设备的软件开发难度。

基于热仿真分析的某机载电子模块设计方案评估

机载电子设备越来越精密、集成度越来越高,而使用环境更为恶劣,使得机载电子设备的热设计越来越重要,采用热仿真分析是热设计的主要手段。文中通过对某机载电子模块的4种工况进行仿真对比分析,综合考虑散热效果及可靠性,确定了最优方案,指导了模块的方案设计。该方案已随电气设计和结构设计一起通过了各项验证试验,使用情况良好,为后续机载电子模块的设计积累了经验,具有较大的参考价值。

机载系统综合状态监测与诊断架构设计及应用

针对高度综合化、模块化机载系统高安全、高可靠与易维护的需求,提出了基于“健康管理域”的综合状态监测与诊断架构,以解决多平台、多场景条件下多层次机载系统诊断要素综合集成难题。该架构针对机载系统高集成化电路设计特点,引入软件逻辑测试与异常检测模型,提出了通用模块、功能线程和总线网络的综合状态监测方法,可实现在不增加硬件开销的前提下提升机载系统在线健康感知能力;设计了松耦合、模块化的“健康管理域”,定义了通用的健康评估与诊断模型结构,提出了机理数据融合的多模型集成算法框架,解决了机载系统多平台诊断模型知识迁移与多场景差异化模型融合应用问题;开发了图形化的健康管理显控界面和面向对象的健康管理数据库,提升了健康管理系统的界面友好性与功能可扩展性。所提架构在飞机综合模块化机载任务系统上进行了应用,为状态监测与诊断子系统开发提供了指导。

一种机载嵌入式模块在线升级方案

在使用Zynq7045处理器的机载嵌入式模块上设计了一种在线升级方案,包含硬件设计和软件升级流程设计。该升级方案通过主备映像冗余保证模块中的BOOT及操作系统核心映像具有较高的可靠性,同时在升级流程中设计了映像完整性保护和一致性检查,确保在线升级过程中出现断电等异常后模块再次上电时能正常使用。

机载电源模块通用测试平台设计

针对机载电源模块种类繁多,功能各异,传统手工测试方法繁琐、复杂的缺点,设计了一种通用电源模块测试平台,它具有自动化程度高、可靠性强、使用及维护方便等特点,通过不同的适配器可以测试不同的电源模块,可扩展性强。给出了该平台的硬件组态、功能实现及相应软件设计流程,实际使用表明该测试平台具有极高可靠性和实用性,可以大幅度缩短电源模块的研制和生产周期。

一种连接器振动故障分析

目的 分析得出轴向弹性触碰式连接器内导体失效的主要原因。方法 以某机载电子模块的连接器在功能振动试验后出现的故障为研究对象,对其进行目测检查、随机振动仿真分析和受力分析,定位故障原因,随后结合应力应变关系公式、高斯区间法和Miner累积损伤定律,推导内导体的疲劳寿命计算公式。结果计算得到内导体自身的振动响应应力仅为0.26 MPa,不足以产生疲劳破坏,但在振动激励下,连接器随模块的振动位移较大,超出了连接器的间隙容差范围,致使受压的内导体端面出现较大的往复动摩擦力,而摩擦力引起内导体根部的应力(250.13 MPa)超过了材料的疲劳极限,内导体有疲劳断裂的风险。进一步计算出内导体的振动疲劳寿命为0.67 h,小于功能振动试验时间,证实是振动位移引起的摩擦导致了内导体的疲劳断裂。结论 轴向弹性触碰式连接器必须要重视摩擦力的危害,提高模块的安装刚度,可以有效地提高连接器的可靠性。

1394B总线信号质量测试系统设计与实现

随着1394总线在机载领域的广泛应用,出于低成本和灵活性考虑,地面配置、仿真、测试、监控和试验等环节急需建立一套完整的1394总线信号质量测试系统。可靠的总线信号质量测试系统可实现产品的模块级和系统级信号质量测试,同时最大程度地缩短系统研制周期,节省开发成本。提出一种1394总线信号质量测试系统的设计方案,在充分理解1394总线协议的基础上,分别从硬件架构、软件构架和测试构型方面介绍了1394总线信号质量测试系统的设计与实现,为基于1394B总线通讯的机载设备开发和验证提供可靠的技术保障。