CN103913728B - 一种基于便携式雷达综合测试仪的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于便携式雷达综合测试仪的测试方法；包括构建便携式雷达综合测试仪步骤以及利用所述便携式雷达综合测试仪进行测试的测试方法；所述便携式雷达综合测试仪包括控制器、数据采样接口控制模块、信号整形模块、信号驱动模块、采集模块、USB接口转换模块、功率测试模块和PXI总线；所述测试方法包括基于专家知识的模糊诊断方法和信号异常检测方法；本发明的有益效果是其具有轻便性、通用性、智能化的特点，其故障诊断误判率低；本发明是基于专家知识的模糊诊断系统，专家知识的运用和加入可以提高系统的故障诊断率，减少对经验的依赖性；本发明在工作时把雷达作为一个组成部分，实现了系统在线实时检测的功能；模糊判断功能的运用可以提高判断故障的自动性。

Description

一种基于便携式雷达综合测试仪的测试方法

技术领域

本发明属于雷达自动测试领域，涉及一种基于便携式雷达综合测试仪的测试方法。

背景技术

目前，基于插件故障检测的系统多采用独立测试的方法，为插件故障检测构建一个独立的测试台，当怀疑某插件出现故障时，必须把该插件从设备上取出，再在测试台上模拟插件的工作状态，并检测插件的工作状态，进而判断插件的性能好坏，这样的测试台的主要弊端如下：a)测试台功能庞大，开发费用巨大；b)移动困难，不便于一线工作技术人员使用；c)为模拟插件的工作状态，测试台必须模拟所有插件的工作环境，实现技术复杂，从而造成系统的可靠性降低。

传统故障分析和排除方式主要利用故障诊断设备获得插件的信号信息，然后再利用有经验的技术人员对信号进行分析和判断，最终得出系统插件的故障状态，这样的系统是一个令技术人员费时费力的事情，同时插件的故障判断很多依赖于技术人员的经验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能化的、故障误判率低的、实时在线的基于便携式雷达综合测试仪的测试方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于便携式雷达综合测试仪的测试方法，所述便携式雷达综合测试仪包括控制器、数据采样接口控制模块、信号整形模块、信号驱动模块、采集模块、USB接口转换模块、功率测试模块和PXI总线；

所述控制器的输出端接所述数据采样接口控制模块的相应控制输入端；

所述数据采样接口控制模块的输入端接SLC-1雷达的被测电路板的相应输出端；所述数据采样接口控制模块的输出端接SLC-1雷达的相应输入端；所述信号整形模块的输入端接所述数据采样接口控制模块的相应输出端；所述信号驱动模块的输入端接所述信号整形模块的相应输出端；所述采集模块的输入端接所述信号驱动模块的相应输出端；所述采集模块的输出端经所述USB接口转换模块接所述控制器的相应输入端；

所述功率测试模块的输入端接SLC-1雷达的被测电路板的相应输出端；所述功率测试模块的输出端经所述PXI总线接所述控制器的相应输入端；

所述测试方法包括基于专家知识的模糊诊断方法和信号异常检测方法；

所述基于专家知识的模糊诊断方法步骤如下：

步骤1-1获取实时采样数据；

步骤1-2专家知识的提取，其包括从雷达专家知识库和模糊判断准则专家知识库中提取专家知识；

步骤1-3对实时采样数据实施模糊判断；

步骤1-4输出模糊判断结果；

所述信号异常检测方法步骤如下：

步骤2-1异常信息识别；

步骤2-2产生初始异常模式；

步骤2-3进行比配运算；

步骤2-4判断是否产生新异常模式；如果产生新异常模式，则转到步骤2-3；如果没有产生新异常模式，则进行步骤2-5；

步骤2-5促进和抑制异常模式；

步骤2-6更新群体；

步骤2-7是否满足结束条件，没有满足结束条件，则转到步骤2-3；如果满足结束条件，则结束。

所述功率测试模块的型号为ZHJC-PT-A1；所述采集模块的型号为HTCJ-DS-0G；所述USB接口转换模块的型号为CGDK-CR-J0；所述信号驱动模块的型号为SAMD-4L3U；所述信号整形模块的型号为STMP-3G5K；所述数据采样接口控制模块的型号为SDKT-56KQ；所述控制器的型号为研华工控机IPC-610。

本发明的有益效果是：

轻便性：轻便性包括两个方面，一是系统物理组成简单，便于系统的移动和使用；二是系统操作过程简便；本发明以便于携带为基本特点，巧妙地利用被测雷达系统作为信息资源，将其作为检测平台的辅助部分，构成检测环境，最大限度地减少硬件设备量，充分地发挥了软件系统的潜能，由于本系统的物理结构非常简单，非常便于一线工作技术人员的使用；

通用性：本发明具有自学习功能，在投入使用前，不必做大量的配置工作，只需对所检测雷达进行一次自动测试，使本测试仪对被测设备的信号进行一次学习，即可正常工作；

智能化程度高：本发明借鉴人工智能技术，充分发挥软件的优势，真正实现了“智能化设备”的功能；

故障诊断误判率低：本发明应用异己判断准则，自动建立故障判别门限，采用快速处理、模糊判别等技术，实现了故障快速检测及准确定位；

本发明是基于专家知识的模糊诊断系统，专家知识的运用和加入可以大大提高系统的故障诊断率，减少对经验的依赖性。模糊判断功能是模拟人脑的模糊理解功能而派生出的一门学科，模糊判断功能的运用可以有效地帮助技术工作人员很好的排除故障，并大大减少故障排除人员的工作量，提高判断故障的自动性；

本发明在工作时把整个雷达作为一个组成部分，由它提供插件的所有工作环境和条件，这一功能既可以帮助系统实现在线实时检测的功能，也可以保证系统检测过程中故障插件实际工作环境的真实性，大大提高了系统判断插件故障的可靠性和科学性，实现了系统在线实时检测的功能；

本发明能有效地提高雷达装备检测效率，积累装备维修经验，提高雷达装备完好率；也可有效开展雷达装备预防性维修，充分发挥维修资源的使用效率，提高了雷达装备任务可靠度，节省大量的维修时间。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明的基于专家知识的模糊诊断方法流程图。

图3为本发明的信号异常检测方法流程图。

具体实施方式

由图1-3所示的实施例可知，本实施例的便携式雷达综合测试仪包括控制器、数据采样接口控制模块、信号整形模块、信号驱动模块、采集模块、USB接口转换模块、功率测试模块和PXI总线；

所述控制器的输出端接所述数据采样接口控制模块的相应控制输入端；

所述数据采样接口控制模块的输入端接SLC-1雷达的被测电路板的相应输出端；所述数据采样接口控制模块的输出端接SLC-1雷达的相应输入端；所述信号整形模块的输入端接所述数据采样接口控制模块的相应输出端；所述信号驱动模块的输入端接所述信号整形模块的相应输出端；所述采集模块的输入端接所述信号驱动模块的相应输出端；所述采集模块的输出端经所述USB接口转换模块接所述控制器的相应输入端；

所述功率测试模块的输入端接SLC-1雷达的被测电路板的相应输出端；所述功率测试模块的输出端经所述PXI总线接所述控制器的相应输入端；

利用便携式雷达综合测试仪进行测试的测试方法，包括基于专家知识的模糊诊断方法和信号异常检测方法；

所述基于专家知识的模糊诊断方法步骤如下：

步骤1-1获取实时采样数据；

步骤1-2专家知识的提取，其包括从雷达专家知识库和模糊判断准则专家知识库中提取专家知识；

步骤1-3对实时采样数据实施模糊判断；

步骤1-4输出模糊判断结果；

所述信号异常检测方法步骤如下：

步骤2-1异常信息识别；

步骤2-2产生初始异常模式；

步骤2-3进行比配运算；

步骤2-4判断是否产生新异常模式；如果产生新异常模式，则转到步骤2-3；如果没有产生新异常模式，则进行步骤2-5；

步骤2-5促进和抑制异常模式；

步骤2-6更新群体；

步骤2-7是否满足结束条件，没有满足结束条件，则转到步骤2-3；如果满足结束条件，则结束。

所述功率测试模块的型号为ZHJC-PT-A1；所述采集模块的型号为HTCJ-DS-0G；所述USB接口转换模块的型号为CGDK-CR-J0；所述信号驱动模块的型号为SAMD-4L3U；所述信号整形模块的型号为STMP-3G5K；所述数据采样接口控制模块的型号为SDKT-56KQ；所述控制器的型号为研华工控机IPC-610。

数据处理平台是整个系统工作的核心，所有的命令信息、管理功能、信号分析功能、智能分析判断功能均处于该平台之上，该平台的硬件基础是控制器，系统软件环境是WINDOWS系列操作系统，数据管理环境为BORLAND的公司提供的本地数据库管理系统与管理引擎，应用软件环境为测试软件。该部分对外的接口分别有命令发送接口、数据采样接收接口和人机接口。

命令接口与数据采样接收接口公用一个硬件接口，完成采样命令的发送和采样数据的接收功能。

人机接口是便携式雷达综合测试仪的界面部分，其完成系统与操作员之间的信息交互功能。

总体上讲，数据处理平台具有如下功能：

构成数据信息处理与分析平台的硬件基础；构成计算机处理与分析平台的系统软件环境；构成系统数据管理中心，完成系统数据的管理；维护系统所需的系统数据、采样数据和用户数据。

从完成在线测试功能角度来看，数据处理平台能完成如下功能：

维护专家信息库信息；发送采样命令；接收采样数据；处理采样数据，绘制采样信号端子波形；波形正确的对比与判断；被检测板卡功能状态判断；故障树的查询；系统帮助信息查看。

所述一种便携式雷达综合测试仪的控制器上装有测试软件；所述测试软件包括数据库管理系统模块、文件系统模块、在线测试仪软件模块和通信接口管理模块；所述在线测试仪软件模块包括用户登录模块、人机接口界面、命令发送模块、USB通信模块、板卡故障检测模块、故障树诊断模块、采样数据处理模块、系统数据维护模块和相关文档查看模块；所述数据库管理系统模块由BORLAND公司提供的PARADOX库BDE引擎来进行管理，其完成系统所需的所有存储在数据库中的信息维护，并通过引擎提供的Native连接方式构成应用软件与数据库的连接通道；所述文件管理系统模块由操作系统提供的文件管理应用来完成，其完成系统所需的所有以文件方式存储的数据维护；所述通信接口管理模块是对控制器通信接口的抽象，包括对通信接口的管理，其通过DELPHI提供的开发接口建立与测试软件的通信通道；用户登录模块完成用户进入系统的登录功能，通过对用户名、登录口令的验证来确定用户的权限，以决定用户的进入；人机接口界面是整个系统的用户界面，用户对系统的操作均通过该界面来完成，其包括系统主界面、波形检测界面、相关文档查看界面和用户管理界面；系统主界面包括故障树检索和维护窗口、电路板接口信息查看窗口、接口信息关联窗口、系统主菜单和待检测引脚查看窗口，其完成系统故障树的维护、故障树的查看、电路板接口信息查询、检测引脚选择和系统总体功能切换的功能；命令发送模块完成系统软件给数据采样接口控制模块的命令发送功能，其利用DELPHI提供的通信控件来实现，命令信息主要包含被测电路板及其接口引脚信息，用来通知数据采样接口控制模块当前采样的数据端子，使数据采样接口控制模块做实时的采样端子切换功能；USB通信模块是沟通采样数据处理模块和采集模块的采样数据通道，在DELPHI环境中，利用其嵌入汇编的功能，实现了USB通信协议和通信模块，完成采样数据的接收功能；采样数据处理模块完成接收采集模块的采样数据，并把采样数据转换成实时的数字波形，模拟实现示波器的功能，同时完成波形显示控制命令、采样参数设置功能；故障树诊断模块利用系统维护故障树信息，浏览欲检测的故障类型，根据该故障树的指示来判断故障的部位；板卡故障检测模块在故障树显示窗口选择欲检测的电路板信息，根据电路板接口信息检测流程来判断电路板的功能状态；系统数据维护模块完成系统所有数据的维护功能，包括维护故障库信息、维护专家信息库信息；相关文档查看模块用来查看系统的相关文档。

根据需要，该测试仪主要用于判断雷达系统中各可更换电路板的工作状态是否正常，所以该测试仪只要集中于判断电路板是否处于故障状态即可。

设电路板的功能用集合F表示，F={f1,f2,…fn}。如果该电路板的所有功能均能正常工作，则该电路板处于良好状态，否则处于故障状态。在实际工作中，测试仪的任务只要能检测出电路板器件的好坏即可，所以可以把用于检测电路板工作状态的功能集合进行压缩（压缩后的功能集合已经能够反映电路板器件的工作状态），该集合用F’表示，F’={f’1,f’2,…f’m}。所以把检测电路板的功能F转变为检测F’即可，这样可以大大压缩检测量。

在雷达实际工作中，F’可以粗略对应雷达的相应工作模式，所以只要在相应工作模式下检测电路板的工作状态就可以判断电路板的故障与否，从而实现电路板的故障隔离。

针对被检测电路板，把其作为一个模块来加以考虑，并不考虑其包含的实际器件，而只对其输入、输出信号进行检测。判断原则如下：在检测所输入信号是正确的前提下，如果输出信号有异常，则认为该电路板有故障；如果输入、输出信号均正常，则该电路板在该模式下工作正常。否则不能确定电路板的状态。如果穷举了反映该电路板功能的所有模式，均工作正常，则该电路板正常，否则被检测电路板故障。

在本发明中，数据库的建立是至关重要的一个环节，数据库建立的好坏直接影响到系统的性能和工作稳定性。根据该系统的需求，建立该数据库的原则可归纳如下：

数据库建立要符合系统的需求；数据库的建立要考虑到系统的扩展性；数据库建立要有一定的冗余度；数据库的建立要考虑到系统的兼容性和可移植性；数据库的建立要便于系统的开发；数据库的建立要考虑到系统开发的接口的安全性。

PARADOX数据库是BORLAND公司与其开发系统捆绑的一个本地数据库管理系统，其与DELPHI、C++BUILDER和JBUILDER捆绑可以实现很好的数据库管理性能。由于本发明选用了DEPHI做为开发环境，所以数据库管理系统也选用了PARADOX数据库管理引擎。

根据本系统的特点，为系统建立了八个表格来管理系统的数据，分别为用户表、板卡信息表、板卡接口信息表、正确波形表、判断依据表、故障树表和相关文档表等。

本发明的工作过程如下：在控制器中设定所要检测的电路板；由控制器发送控制命令至数据采样接口控制模块，使被测电路板所在雷达分系统处于正常工作状态，以此提供被测电路板工作所需各种信号；控制器通过PXI总线读取功率测试模块的测量数据；控制器通过USB接口转换模块读取采集模块采集的被测电路板的频率、振幅数据；利用功率、频率、振幅数据，基于测试软件的基于专家知识的模糊诊断步骤和测试软件的信号异常检测步骤对被测电路板是否存在故障进行判断，若存在故障则对故障进行定位。同样可对其他被测电路板进行故障诊断。

Claims (2)

1.一种基于便携式雷达综合测试仪的测试方法，所述便携式雷达综合测试仪包括控制器、数据采样接口控制模块、信号整形模块、信号驱动模块、采集模块、USB接口转换模块、功率测试模块和PXI总线；

所述控制器的输出端接所述数据采样接口控制模块的相应控制输入端；

所述数据采样接口控制模块的输入端接SLC-1雷达的被测电路板的相应输出端；所述数据采样接口控制模块的输出端接SLC-1雷达的相应输入端；所述信号整形模块的输入端接所述数据采样接口控制模块的相应输出端；所述信号驱动模块的输入端接所述信号整形模块的相应输出端；所述采集模块的输入端接所述信号驱动模块的相应输出端；所述采集模块的输出端经所述USB接口转换模块接所述控制器的相应输入端；

所述功率测试模块的输入端接SLC-1雷达的被测电路板的相应输出端；所述功率测试模块的输出端经所述PXI总线接所述控制器的相应输入端；

其特征在于包括基于专家知识的模糊诊断方法和信号异常检测方法；

所述基于专家知识的模糊诊断方法步骤如下：

步骤1-1获取实时采样数据；

步骤1-2专家知识的提取，其包括从雷达专家知识库和模糊判断准则专家知识库中提取专家知识；

步骤1-3对实时采样数据实施模糊判断；

步骤1-4输出模糊判断结果；

所述信号异常检测方法步骤如下：

步骤2-1异常信息识别；

步骤2-2产生初始异常模式；

步骤2-3进行比配运算；

步骤2-4判断是否产生新异常模式；如果产生新异常模式，则转到步骤2-3；如果没有产生新异常模式，则进行步骤2-5；

步骤2-5促进和抑制异常模式；

步骤2-6更新群体；

步骤2-7是否满足结束条件，如果没有满足结束条件，则转到步骤2-3；如果满足结束条件，则结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于便携式雷达综合测试仪的测试方法，其特征在于：所述功率测试模块的型号为ZHJC-PT-A1；所述采集模块的型号为HTCJ-DS-0G；所述USB接口转换模块的型号为CGDK-CR-J0；所述信号驱动模块的型号为SAMD-4L3U；所述信号整形模块的型号为STMP-3G5K；所述数据采样接口控制模块的型号为SDKT-56KQ；所述控制器的型号为研华工控机IPC-610。