航天测控电子设备电路板故障诊断技术

　　HTEDS8000 电子设备电路板维修测试与诊断系统体系结构

　　电子设备电路板维修测试与诊断系统主要由主控计算机、VXI总线仪器、IEEE488接口仪器以及专用设备组成。硬件部分可扩展性强，可根据用户的需求做相应的增减。

　　VXI总线具有结构紧凑、标准开放、数据吞吐能力强、模块重复使用等特点，并且虚拟仪器软件结构（VISA）解决了计算机与仪器之间的接口及应用软件开发环境的兼容性问题，GPIB总线作为一种成熟的标准仪器总线具有广泛的应用范围，两种总线接口在系统中结合应用，使系统的通用性、测试功能及测量带宽的扩充性和电磁兼容能力进一步提高。

　　对于多种类型电路板的测试诊断，系统通过被测电路板专用适配器与被测电路板相连，激励信号通过通用信号转接箱发送至专用适配器，加载到被测电路板相应端子，同时将被测信号送入通用信号转接箱的信号测量通道，经调理、转接后由VXI测控组合中的测量模块、功能模块或GPIB测量设备实现信号的测量、控制和采集。主控计算机对数据采集及激励设备的工作进行协调和控制，测试数据经过相应的预处理，提供给诊断专家系统。每个电路板通过配置专用适配器和测试诊断程序（TPS），就可实现电路板的测试与故障诊断。

　　Fault Doctor 故障诊断软件平台

　　HTEDS8000 电子设备电路板维修测试与诊断系统配置了测控公司自主开发的应用软件Fault Doctor Ver1.0故障诊断软件平台，该软件根据故障分析理论融合了先进的虚拟仪器测试技术、人工智能分析方法、专家知识库，可对各类型数字、模拟及数模混合电路板进行测试、分析和诊断。

　　该软件平台采用OLE、COM等先进的技术，通过COM接口搭建功能框架，然后在框架内根据需求添加各种功能模块，包括各种信号处理模块、测试处理模块、仪器配置操作模块、诊断算法处理模块、数据信息管理模块等；各模块的添加具有相对的独立性，通过主框架程序进行数据交换；并且可进一步改进或者添加新的功能模块。软件提供二次开发的接口，采用COM接口的软件设计思想，解决了程序编写和升级的难题，提高了系统的可靠性和扩展性。

　　软件体系包括测试诊断执行平台、测试诊断开发平台、用户界面编辑平台、数据信息管理平台及在线帮助等功能模块。测试诊断开发平台完成对被测电路板进行故障诊断和定位，提供自动监测和信息提示功能；测试诊断开发平台提供可视化图形界面环境引导开发人员输入诊断步骤、模拟激励、数据激励、信号类型、测试节电、仪器操作等，以完成测试诊断程序开发任务；用户界面编辑平台生成诊断执行界面的显示内容，完成人机界面的交互设置；数据信息管理平台完成故障电路板型号统计和原器件统计分析、故障趋势分析和预测试功能，实现故障诊断测试、信息分析反馈的融合。

　　软件具有可视化引导功能，开发人员不需掌握复杂的程序编码、专业性极强的智能诊断算法和专家系统原理，只需通过各种流程模块和相应的功能组件，输入专家知识及必要的测试信息，即可建立一个具体的诊断软件，提高了测试诊断开发效率。

　　电路板故障诊断专家系统及诊断方法

　　HTEDS8000 电子设备电路板维修测试与诊断专家系统分知识库和推理机两部分。对于诊断知识库，包括电路板的故障知识、正常知识，知识库的知识可以增加、修改、删除及优化。推理机采用基于普通推理、神经网络、模糊逻辑相结合的综合智能推理机，既可提高诊断推理速度，同时也可以提高故障隔离的精度。专家系统的构建是一个逐步成熟的过程，随着诊断知识的累积、优化，故障诊断专家系统功能就会越来越强。该系统集成了规则推理、多重神经网络、模糊神经网络、小波分析、遗传等多种诊断知识表示方式，提供了了基于浅层/深层知识的推理机制，基于模糊神经网络、自适应遗传算法的智能诊断推理方式，具有完整的电路原理与网络连接关系的知识表示模型。

　　在诊断领域，模糊逻辑理论和神经网络技术在知识表示、知识存贮、推理速度及克服知识窄台阶效应等方面起到了很大的作用。模糊逻辑与神经网络相结合的模糊神经网络既能表示定性的知识又能具有强大的自学习能力和数据处理能力，从而大大拓宽了处理诊断信息的能力。模糊神经网络由于涉及模糊理论和神经网络理论这两个较前沿的领域，应用起来较复杂。主要用于故障模式比较复杂的电路板的诊断。诊断专家了解测试数据范围，而且能够较合理选择模糊子集和模糊隶属度的场合。模糊神经网络的优点是确定模糊子集和模糊隶属度后，网络训练需要的诊断知识很少，就能达到很高的诊断定位精度。

　　系统采用诊断树的方式向用户解释诊断推理过程，提供对诊断过程中涉及到的测试流程、初始数据、自动采集数据、交换数据、所用仪器和资源、标准数据、诊断执行、推理方式等内容的记录和查询；具有单步、断点等多种调试方式；对于缺乏技术资料的UUT，提供了对比测试功能，支持整板功能对比测试、实板仿真测试、元器件在线测试等方式。