CN202692999U - 一种陀螺故障诊断系统 - Google Patents

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时文涛
杨垚
何玮
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Abstract

本实用新型属于自动测试和故障诊断技术领域，涉及一种陀螺故障诊断系统。本实用新型陀螺故障诊断系统包括陀螺自动化测试设备、自动位置转台（9）、陀螺工装（8）；其中陀螺自动化测试设备包括马达力反馈单元（1）、温度控制单元（2）、显示器（3）、工控计算机（4）、数据采集单元（5）、多路直流稳压电源（6）、交流净化电源（7）。本实用新型陀螺故障诊断系统实现了陀螺测试过程中故障的智能化诊断，并能结合陀螺故障诊断平台给出专家的意见和建议，自动选择出最佳解决方案，提高了陀螺故障的诊断效率和准确性，降低了试验人员的技术水平要求，简化了故障处理流程，显著提高了陀螺的生产效率。

Description

一种陀螺故障诊断系统
技术领域
本实用新型属于自动测试和故障诊断技术领域，涉及一种陀螺故障诊断系统。
背景技术
陀螺是惯导系统的核心器件，它决定了惯导系统的性能及可靠性。近些年，随着惯导系统在军机上大量装备，对陀螺产能、性能和可靠性提出了更高的要求。要满足上述需求，必须实现陀螺工业化批量生产。目前，我国陀螺的设计和加工水平发展迅速，但测试水平和故障诊断能力相对滞后，成为陀螺产能、性能和可靠性提升的瓶颈。
当前国内广泛应用的陀螺故障诊断方法是基于对产品典型参数检测，通过信号处理结果人工判断和干预故障诊断过程。该诊断方法尽管可以实现对陀螺状态的监视和故障诊断，但受可检测信号范围较窄的限制，故障诊断存在较大的局限性。诊断结果在很大程度上取决于该领域专家的专业经验，不能有效地利用并综合多个专家的最佳经验。缺乏推理和自判断能力，不具备拓展和学习能力，对试验人员的技能要求较高，故障诊断的准确率受人员影响较大。同时，对测试过程中出现的故障不能及时处理，效率低、实时性差，仅能利用陀螺所表现出的特定信号来诊断特定类型的故障，不能综合考虑多故障同时发生及各种故障之间的相互联系及影响。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种陀螺故障诊断系统，实现陀螺自动测试，获取并监控陀螺的工作信号和测试数据，对于陀螺测试过程中出现的故障能够实时、准确、高效的给予诊断并提供专家处理建议和具体解决方案，将传统的陀螺故障处理方式提升为智能化故障诊断模式。
本实用新型的技术方案是：一种陀螺故障诊断系统包括陀螺自动化测试设备、自动位置转台9、陀螺工装8；其中陀螺自动化测试设备包括马达力反馈单元1、温度控制单元2、显示器3、工控计算机4、数据采集单元5、多路直流稳压电源6、交流净化电源7；交流净化电源7和多路直流稳压电源6通过电源线连接，交流净化电源7将220V/50Hz供电电源滤波净化后输出给多路直流稳压电源6；多路直流稳压电源6分别与马达力反馈单元1和温度控制单元2通过电缆连接，多路直流稳压电源6输出直流5V、±15V、27V三种电压给马达力反馈单元1和温度控制单元2供电；多路直流稳压电源6与马达力反馈单元1通过19针航空插座及电源电缆进行连接，马达力反馈单元1包括马达电源板、力反馈板和自动控制继电器板，陀螺的马达工作由自动控制继电器板控制完成；马达力反馈单元1与陀螺工装8之间通过信号电缆进行连接，马达力反馈单元1端为32针航空插座，陀螺工装8端为26针信号插座，负责陀螺马达工作并将传感器输出信号反馈给力反馈回路；马达力反馈单元1与数据采集单元5通过信号数据采集电缆进行连接，马达力反馈单元1端为24针航空插座，数据采集单元5端为数字电压表内置20通道多路扫描卡接线端子，将陀螺信号接入数字电压表进行A/D转换和数据采集；多路直流稳压电源6与温度控制单元2通过24针航空插座及电源电缆进行连接，温度控制单元2包括陀螺、安装夹具、环境三路温控电路板及自动控制继电器板，陀螺的温度控制由自动控制继电器板控制完成；温度控制单元2与陀螺工装8之间通过温控电缆进行连接，温度控制单元2端为32针航空插座，陀螺工装8端为26针温控插座，负责陀螺、安装夹具、环境三路的加温和温度精确控制；温度控制单元2与数据采集单元5通过温控数据采集电缆进行连接，温度控制单元2端为19针航空插座，数据采集单元5端为数字电压表内置20通道多路扫描卡接线端子；工控计算机4与数据采集单元5使用IEEE-488接口进行连接，工控计算机4内置PCI插槽的GPIB488接口卡，陀螺的测试数据通过测试软件自动采集，工控计算机4通过采集、处理和分析陀螺信号和数据完成陀螺故障的智能诊断；工控计算机4与自动位置转台9之间使用RS-485接口进行连接，工控计算机4内置PCI插槽的串口卡，负责工控计算机4对自动位置转台9的自动控制和运行状态获取；陀螺工装8与自动位置转台9台面通过螺栓进行紧固，保证自动位置转台9运转时陀螺工装8牢固、安全；陀螺输出信号、陀螺测试虚拟仪器、陀螺故障处理提示、自动位置转台9的控制及运行状态通过显示器3进行输出显示。
本实用新型的有益效果：本实用新型陀螺故障诊断系统实现了陀螺测试过程中故障的智能化诊断，并能结合陀螺故障诊断平台给出专家的意见和建议，自动选择出最佳解决方案，提高了陀螺故障的诊断效率和准确性，降低了试验人员的技术水平要求，简化了故障处理流程，显著提高了陀螺的生产效率。
附图说明
图1是本实用新型陀螺故障诊断系统结构示意图；
图2是本实用新型陀螺故障诊断系统的原理框图；
其中，1-马达力反馈单元、2-温度控制单元、3-显示器、4-工控计算机、5-数据采集单元、6-多路直流稳压电源、7-交流净化电源、8-陀螺工装、9-自动位置转台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
参见图1，陀螺故障诊断系统包括陀螺自动化测试设备、自动位置转台9、陀螺工装8；其中陀螺自动化测试设备包括马达力反馈单元1、温度控制单元2、显示器3、工控计算机4、数据采集单元5、多路直流稳压电源6、交流净化电源7；交流净化电源7和多路直流稳压电源6通过电源线连接，交流净化电源7将220V/50Hz供电电源滤波净化后输出给多路直流稳压电源6；多路直流稳压电源6分别与马达力反馈单元1和温度控制单元2通过电缆连接，多路直流稳压电源6输出直流5V、±15V、27V三种电压给马达力反馈单元1和温度控制单元2供电；多路直流稳压电源6与马达力反馈单元1通过19针航空插座及电源电缆进行连接，马达力反馈单元1包括马达电源板、力反馈板和自动控制继电器板，陀螺的马达工作由自动控制继电器板控制完成；马达力反馈单元1与陀螺工装8之间通过信号电缆进行连接，马达力反馈单元1端为32针航空插座，陀螺工装8端为26针信号插座，负责陀螺马达工作并将传感器输出信号反馈给力反馈回路；马达力反馈单元1与数据采集单元5通过信号数据采集电缆进行连接，马达力反馈单元1端为24针航空插座，数据采集单元5端为数字电压表内置20通道多路扫描卡接线端子，将陀螺信号接入数字电压表进行A/D转换和数据采集；多路直流稳压电源6与温度控制单元2通过24针航空插座及电源电缆进行连接，温度控制单元2包括陀螺、安装夹具、环境三路温控电路板及自动控制继电器板，陀螺的温度控制由自动控制继电器板控制完成；温度控制单元2与陀螺工装8之间通过温控电缆进行连接，温度控制单元2端为32针航空插座，陀螺工装8端为26针温控插座，负责陀螺、安装夹具、环境三路的加温和温度精确控制；温度控制单元2与数据采集单元5通过温控数据采集电缆进行连接，温度控制单元2端为19针航空插座，数据采集单元5端为数字电压表内置20通道多路扫描卡接线端子；工控计算机4与数据采集单元5使用IEEE-488接口进行连接，工控计算机4内置PCI插槽的GPIB 488接口卡，陀螺的测试数据通过测试软件自动采集，工控计算机4通过采集、处理和分析陀螺信号和数据完成陀螺故障的智能诊断；工控计算机4与自动位置转台9之间使用RS-485接口进行连接，工控计算机4内置PCI插槽的串口卡，负责工控计算机4对自动位置转台9的自动控制和运行状态获取；陀螺工装8与自动位置转台9台面通过螺栓进行紧固，保证自动位置转台9运转时陀螺工装8牢固、安全；陀螺输出信号、陀螺测试虚拟仪器、陀螺故障处理提示、自动位置转台9的控制及运行状态通过显示器3进行输出显示。
被测陀螺在陀螺工装8中安装牢固后开始测试；由工控计算机4发送数字I/O信号开启交流净化电源7和多路直流稳压电源6，同时工控计算机4为陀螺马达提供马达时钟TTL信号；工控计算机4检测多路直流稳压电源6各路输出电压正确后，发送数字I/O控制马达力反馈单元1中的自动控制继电器板启动陀螺马达，工控计算机4检测到陀螺马达工作同步后发送数字I/O控制陀螺力反馈回路锁定；然后工控计算机4发送数字I/O控制温度控制单元2中的自动控制继电器板启动陀螺、安装夹具、环境三路开始加温并进行自动温度控制；陀螺启动及温控自动控制完成并检测工作正常后，工控计算机4通过测试软件进行数据自动采集，陀螺数据采集包括陀螺输出数据采集和陀螺工作状态信号采集；通过工控计算机4对采集到的数据进行实时处理和监控，若测试过程中工控计算机4发现采集数据异常，则进行故障智能诊断，给出故障处理方案提示；测试人员根据给出的提示对故障进行处理，待故障处理归零后，陀螺测试再重新开始进行，直至陀螺整个测试流程正常结束；在整个陀螺测试过程中，对于陀螺故障判据信息的收集、故障的诊断、故障处理方案的最优化选择都不需要试验人员参与，实现了陀螺故障的智能化诊断。

Claims (1)

1.一种陀螺故障诊断系统，包括陀螺自动化测试设备、自动位置转台（9）、陀螺工装（8）；其中陀螺自动化测试设备包括马达力反馈单元（1）、温度控制单元（2）、显示器（3）、工控计算机（4）、数据采集单元（5）、多路直流稳压电源（6）、交流净化电源（7）；交流净化电源（7）和多路直流稳压电源（6）通过电源线连接，交流净化电源（7）将220V/50Hz供电电源滤波净化后输出给多路直流稳压电源（6）；多路直流稳压电源（6）分别与马达力反馈单元（1）和温度控制单元（2）通过电缆连接，多路直流稳压电源（6）输出直流5V、±15V、27V三种电压给马达力反馈单元（1）和温度控制单元（2）供电；多路直流稳压电源（6）与马达力反馈单元（1）通过19针航空插座及电源电缆进行连接，马达力反馈单元（1）包括马达电源板、力反馈板和自动控制继电器板，陀螺的马达工作由自动控制继电器板控制完成；马达力反馈单元（1）与陀螺工装（8）之间通过信号电缆进行连接，马达力反馈单元（1）端为32针航空插座，陀螺工装（8）端为26针信号插座，负责陀螺马达工作并将传感器输出信号反馈给力反馈回路；马达力反馈单元（1）与数据采集单元（5）通过信号数据采集电缆进行连接，马达力反馈单元（1）端为24针航空插座，数据采集单元（5）端为数字电压表内置20通道多路扫描卡接线端子，将陀螺信号接入数字电压表进行A/D转换和数据采集；多路直流稳压电源（6）与温度控制单元（2）通过24针航空插座及电源电缆进行连接，温度控制单元（2）包括陀螺、安装夹具、环境三路温控电路板及自动控制继电器板，陀螺的温度控制由自动控制继电器板控制完成；温度控制单元（2）与陀螺工装（8）之间通过温控电缆进行连接，温度控制单元（2）端为32针航空插座，陀螺工装（8）端为26针温控插座，负责陀螺、安装夹具、环境三路的加温和温度精确控制；温度控制单元（2）与数据采集单元（5）通过温控数据采集电缆进行连接，温度控制单元（2）端为19针航空插座，数据采集单元（5）端为数字电压表内置20通道多路扫描卡接线端子；工控计算机（4）与数据采集单元（5）使用IEEE-488接口进行连接，工控计算机（4）内置PCI插槽的GPIB488接口卡，陀螺的测试数据通过测试软件自动采集，工控计算机（4）通过采集陀螺信号和数据完成陀螺故障的智能诊断；工控计算机（4）与自动位置转台（9）之间使用RS-485接口进行连接，工控计算机（4）内置PCI插槽的串口卡，负责工控计算机（4）对自动位置转台（9）的自动控制和运行状态获取；陀螺工装（8）与自动位置转台（9）台面通过螺栓进行紧固，保证自动位置转台（9）运转时陀螺工装（8）牢固、安全；陀螺输出信号、陀螺测试虚拟仪器、陀螺故障处理提示、自动位置转台（9）的控制及运行状态通过显示器（3）进行输出显示。
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