WO2022116264A1 - 一种坦克火控系统状态评估与故障诊断系统 - Google Patents
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Definitions
- the working process of the tank fire control system is complex, with many components, complex mechanisms and strong correlation, which leads to higher challenges to grasp its real-time operating status and fault location.
- most of the existing fire control system state and fault detection technologies are to distinguish between 0 and 1, that is, normal and faulty, for the operating state of the fire control system.
- This detection technology is inconvenient to accurately measure the tank fire control system in use, find and display faults in a timely manner, push maintenance recommendations according to fault conditions, and accurately evaluate the operating status, and thus cannot be based on the specific operating status of the tank.
- the invention provides a state evaluation and fault diagnosis system of a tank fire control system, so as to realize intelligent monitoring of the running state of the tank fire control system, effective diagnosis of faults of various components of the fire control system, and push of maintenance suggestions.
- the input end of the signal sampling and conditioning module is electrically connected with the signal output ends of the tested components of the tank fire control system, and the output end of the signal sampling conditioning module is electrically connected with the input end of the signal processor.
- the state signals of the tested components of the system are conditioned and sampled, and the conditioned and sampled signals are transmitted to the signal processor;
- the output end of the signal processor is electrically connected to the input end of the state evaluation and fault diagnosis motherboard, and the signal processor is used for Process the signal received from the signal sampling and conditioning module, and transmit the data obtained after processing to the state evaluation and fault diagnosis motherboard;
- the output end of the state evaluation and fault diagnosis motherboard is electrically connected to the display module, and the state evaluation and fault diagnosis motherboard is used for After receiving and processing the voltage, current data and network address information collected by the tested components of the tank fire control system, the evaluation of the operating status and fault diagnosis of the tested components of the tank fire control system is carried out.
- the main board includes a login function management module, a data management module, a criterion file generation module, and a status evaluation and fault diagnosis module;
- the display module is used to display the voltage, current data and network address information collected from the tested components of the tank fire control system in real time and The running state of each tested component of the tank fire control system, as well as fault diagnosis results and maintenance suggestions;
- the signal sampling and conditioning module includes a signal sampling unit and a signal conditioning unit; the input end of the signal conditioning unit is electrically connected with the signal output ends of each tested component of the tank fire control system, and the output end of the signal conditioning unit is connected with the input end of the signal sampling unit Electrically connected, the signal conditioning unit is used to shape and amplify the output signals of the tested components of the tank fire control system, and transmit the processed signals to the signal sampling unit; the output end of the signal sampling unit is connected to the signal processor.
- the input end is electrically connected, and the signal sampling unit is used to convert the output signal of each tested component of the tank fire control system after shaping and amplifying processing by the signal conditioning unit into a standard signal that can be transmitted to the signal processor;
- the signal conditioning unit includes:
- the switch signal conditioning circuit is used to shape and amplify the digital signals of the tested components of the tank fire control system, and transmit the processed signals to the signal sampling unit;
- the analog signal conditioning circuit is used to shape and amplify the analog signals of the tested components of the tank fire control system, and transmit the processed signals to the signal sampling unit;
- the signal sampling unit includes:
- the switching signal sampling circuit is used to sample the conditioned digital signal and output the sampled digital signal to the signal processor;
- the signal processor includes a coprocessor and a main processor; the input end of the coprocessor is electrically connected to the output end of the signal sampling and conditioning module, and the output end of the coprocessor is electrically connected to the input end of the main processor for The data received from the signal sampling and conditioning module is analyzed, the data processing capacity of the main processor is reduced, and the running state of the main processor is monitored; the output end of the main processor is electrically connected to the state evaluation and fault diagnosis motherboard, Used to organize, store, and transmit the received data to the status evaluation and fault diagnosis motherboard;
- the login function management module includes:
- the account management unit is used to manage the user's login information and permission settings
- the function management unit is used to manage the state evaluation and fault diagnosis functions of the tested components in the tank fire control system
- the data management module includes:
- the format recognition unit is used for unified storage and management of signals with different failure modes and different failure categories collected from the tested components of the tank fire control system;
- the data cleaning unit is used to normalize and de-noise the collected signals of the tested components of the tank fire control system
- the parameter configuration unit is used for judging whether the collected signals of the tested components of the tank fire control system are the parameter signals representing the operation status of each component of the tank fire control system, and synchronizing the parameters of the same signal with different names.
- the criterion file generation module includes:
- the knowledge base unit is used to learn and match the acquired data information in the knowledge base, and update the information in the knowledge base;
- the display module is used to display in real time the voltage, current data and network address information collected from the tested components of the tank fire control system, as well as the running status of the tested components of the tank fire control system, as well as fault diagnosis results and maintenance suggestions.
- FIG. 2 is a schematic structural diagram of a signal sampling and conditioning module of a tank fire control system in an embodiment of the present invention
- fault diagnosis is carried out by detecting the main components that characterize the operating state of the fire control system, including: gun control box, gyroscope group, amplifier control box, fire control computer and sensor subsystem, sight and automatic loader program control box
- state evaluation based on the electrical network established by CAN bus, the parameters of each component are collected, and transmitted to the state evaluation and fault diagnosis motherboard through CAN bus for fault diagnosis and state evaluation of the fire control system, so that the fire control system can be grasped in real time.
- the monitoring of the operating state of the fire control system holds the initiative to ensure the execution and reliability of the fire control system for combat tasks.
- the switching signal sampling circuit realizes the direct collection of I/O signals, and the analog signal sampling circuit accounts for a large proportion of the system.
- the analog signal is collected, and the real-time and synchronism of its collection is guaranteed.
- the setting of the switching signal sampling circuit and the analog signal sampling circuit provides a guarantee for the real-time performance of the running state assessment and the accuracy and timeliness of the fault diagnosis and analysis.
- the system can directly process the signal from the sensor. A double guarantee is provided.
- the schematic diagram of the AC analog signal conditioning is shown in Figure 3, and the schematic diagram of the AC signal conditioning circuit is shown in Figure 6.
- the output signal that is AC analog first the signal is isolated and transformed through the transformer, and then passed through the high-speed operational amplifier. Amplify the signal, and finally output the RMS value of the AC quantity in the form of DC voltage through the AC RMS calculation chip.
- the transformer adopts SPT204A
- the operational amplifier adopts the ADA4666-2 chip
- the AD637 chip is used to calculate the AC effective value and output it in the form of a DC signal.
- the switching signal sampling circuit realizes the direct collection of I/O signals, and the analog signal sampling circuit accounts for a large proportion of the system.
- the analog signal is collected, and the real-time and synchronism of its collection is guaranteed.
- the setting of the switching signal sampling circuit and the analog signal sampling circuit provides a guarantee for the real-time performance of the running state assessment and the accuracy and timeliness of the fault diagnosis and analysis.
- the system can directly process the signal from the sensor. A double guarantee is provided.
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Abstract
一种坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，属于武器设备的状态评估与故障诊断技术领域。坦克火控系统状态评估与故障诊断系统包括信号采样调理模块（100）、信号处理器（200）、状态评估与故障诊断主板（300）以及显示模块（400）。基于检测火控系统主要功能部件的运行参数的实时数据、历史数据、试验数据，来评估火控系统的运行状态并判别故障情况，解决了坦克火控系统因工作过程复杂，部件众多无法有效识别系统各个主要功能部件的运行状态以及判别故障的问题，实现坦克火控系统准确做出辅助作战决策和视情维修决策的目的。
Description
本发明属于武器设备的状态评估与故障诊断技术领域，尤其涉及一种坦克火控系统状态评估与故障诊断系统。
坦克火控系统工作过程复杂，部件众多，各部件机理复杂，关联性强，导致对掌握其实时运行状态以及故障的定位都提出了更高的挑战。目前现有的火控系统的状态与故障检测技术，大多是对火控系统的运行状态进行0与1的判别，即正常与故障。这种检测技术不便进行对坦克火控系统在使用中进行精确测量、及时发现和显示故障的途径以及根据故障情况进行维修建议信息的推送、运行状态的准确评估，进而无法根据坦克的具体运行状态等级，安排合适的维修计划，只能采用定期维修的方式，会导致坦克火控系统过度维修或者是欠维修的现象发生，并会在故障发生时无法进行准确及时的故障定位，无法为坦克火控系统性能的可靠性提供保障，并且当收到战斗任务时，无法根据战斗任务相应做出准确的辅助作战决策，导致无法保证部队的作战能力的后果。
本发明提供一种坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，以实现对坦克火控系统运行状态的智能监测和对火控系统各部件故障的有效诊断并进行维修建议的推送。
本发明的技术方案：
一种坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，包括信号采样调理模块、信号处理器、状态评估与故障诊断主板以及显示模块；
信号采样调理模块的输入端与坦克火控系统各被测部件的信号输出端电连接，信号采样调理模块的输出端与信号处理器的输入端电连接，信号采样调理模块用于对坦克火控系统各被测部件的状态信号进行调理、采样，并将调理、采样后的信号传输至信号处理器；信号处理器的输出端与状态评估与故障诊断主板的输入端电连接，信号处理器用于对从信号采样调理模块接收的信号进行处理，并将处理后得到的数据传输至状态评估与故障诊断主板；状态评估与故障诊断主板的输出端与显示模块电连接，状态评估与故障诊断主板用于接收，经处理后的坦克火控系统各被测部件处采集的电压、电流数据和网络地址信息并进行坦克火控系统各被测部件运行状态的评估与故障的诊断，状态评估与故障诊断主板包括登录功能管理模块、数据管理模块、判据文件生成模块以及状态评估与故障诊断模块；显示模块用于实时显示从坦克火控系统各被测部件采集的电压、电流数据和网络地址信息以及所述坦克火控系统各被测部件的运行状态以及故障诊断结果和维修建议；
所述信号采样调理模块包括信号采样单元和信号调理单元；信号调理单元的输入端与坦克火控系统各被测部件的信号输出端电连接，信号调理单元的输出端与信号采样单元的输入端电连接，信号调理单元用于对坦克火控系统各被测部件的输出信号进行整形放大处理，并将处理后的信号传输至所述信号采样单元；信号采样单元的输出端与信号处理器的输入端电连接，信号采样单元用于将所述信号调理单元整形放大处理后的坦克火控系统各被测部件的输出信号转换为可传输至所述信号处理器的标准信号；
所述信号调理单元包括：
开关量信号调理电路，用于对坦克火控系统各被测部件的数字量信号进行整形放大处理，并将处理后的信号传输至信号采样单元；
模拟量信号调理电路，用于对坦克火控系统各被测部件的模拟量信号进行整形放大处理，并将处理后的信号传输至信号采样单元；
所述信号采样单元包括：
开关量信号采样电路，用于对调理后的数字量信号进行采样，并将采样后的数字量信号输出至信号处理器；
模拟量信号采样电路，用于对调理后的模拟量信号进行采样，并将采样后的模拟量信号传输至信号处理器；
所述信号处理器包括协处理器和主处理器；协处理器的输入端与信号采样调理模块的输出端电连接，协处理器的输出端与主处理器的输入端电连接，用于将从信号采样调理模块接收的数据进行数据解析，降低主处理器的数据处理量，并对所述主处理器的运行状态进行监测；主处理器的输出端与状态评估与故障诊断主板电连接，用于对接收的数据进行整理、存储，并传输至状态评估与故障诊断主板；
状态评估与故障诊断主板包括登录功能管理模块、数据管理模块、判据文件生成模块以及状态评估与故障诊断模块；
所述登录功能管理模块包括：
账户管理单元，用于管理用户的登录信息和权限设置；
功能管理单元，用于管理坦克火控系统具体对被测部件执行状态评估与故障诊断功能；
所述数据管理模块包括：
格式识别单元，用于对从坦克火控系统各被测部件采集的具有不同故障模式、不同故障类别的信号进行统一存储管理；
转换与存储单元，用于对采集的坦克火控系统各被测部件的不同故障信号进行信号转换并存储管理；
数据清洗单元，用于对采集的坦克火控系统各被测部件的信号进行规范化处理和去噪处理；
导出单元，用于对.txt格式的数据文件导出至可对坦克整车数据进行统一存储管理的数据库系统；
参数配置单元，用于判断采集的坦克火控系统各被测部件的信号是否为表征坦克火控系统各部件运行状态的参数信号，并对同种信号不同名称的参数进行同步。
所述判据文件生成模块包括：
相关性分析单元，用于提取所述坦克火控系统各被测部件的运行数据、试验数据、历史数据的相关参数特征，对坦克火控系统各被测部件的信号与所述坦克火控系统各部件的运行状态进行相关性分析并去除冗余信号；
知识库单元，用于将获取到的数据信息在知识库中进行学习匹配，并更新知识库中的信息；
判据文件生成单元，用于对从各部件处获取的参数信在知识库中学习匹配的异常点进行报警，并对异常数据进行输出生成故障报表：故障原因、故障现象、故障部位、维修建议；对于故障报表的生成及根据学习的结果形成的规则文件，采用.txt格式文件存储。
所述状态评估与故障诊断模块包括：
数学模型单元，用于根据坦克火控系统各被测部件的信号特点建立各被测部件的状态评估与故障诊断数学模型。
所述坦克火控系统各被测部件包括：炮控箱、陀螺仪组、扩大机控制盒、火控计算机及传感器分系统、瞄准镜以及自动装弹机程控盒；
状态评估单元，用于对坦克火控系统各被测部件的运行状态进行状态监测与评估；
故障诊断单元，用于对所述坦克火控系统各被测部件进行故障诊断。
显示模块用于实时显示从坦克火控系统各被测部件采集的电压、电流数据和网络地址信息以及所述坦克火控系统各被测部件的运行状态以及故障诊断结果和维修建议。
本发明的有益效果：本发明基于检测火控系统主要功能部件的运行参数的实时数据、历史数据、试验数据，来评估火控系统的运行状态并判别故障情况，解决了坦克火控系统因工作过程复杂，部件众多无法有效识别系统各个主要功能部件的运行状态以及判别故障的问题，实现坦克准确做出辅助作战决策以及视情维修决策的目的。
图1是本发明实施例中的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统结构示意图；
图2是本发明实施例中的坦克火控系统信号采样调理模块结构示意图；
图3是本发明实施例中的交流信号调理电路示意图；
图4是本发明实施例中的模拟信号采样电路示意图；
图5是本发明实施例中的信号处理器原理框图；
图6是本发明实施例中的交流信号调理电路原理图；
图7是本发明实施例中的模数转换器电路原理图；
图8是本发明实施例中的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统的流程图。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种坦克火控系统状态评估与故障诊断系统结构示意图，如图1所示，该坦克火控系统状态评估与故障诊断系统包括：信号采样调理模块100、信号处理器200、状态评估与故障诊断主板300以及显示模块400；信号采样调理模块100的输入端与坦克火控系统各被测部件的信号输出端电连接，信号采样调理模块100的输出端与信号处理器200的输入端电连接，信号采样调理模块100用于对坦克火控系统各被测部件的状态信号进行采样、调理，并将采样、调理后的信号传输至信号处理器200；信号处理器200的输出端与状态评估与故障诊断主板300的输入端电连接，信号处理器200用于对从信号采样调理模块100接收的信号进行处理，并将处理后得到的数据传输至状态评估与故障诊断主板300；状态评估与故障诊断主板300的输出端与显示模块400电连接，状态评估与故障诊断主板300用于接收经处理后的坦克火控系统各被测部件采集的电压、电流数据和网络地址信息，并进行坦克火控系统各被测部件运行状态的评估与故障的诊断，包括登录功能管理模块310、数据管理模块320、判据文件生成模块330以及状态评估与故障诊断模块340；显示模块400用于实时显示从坦克火控系统各被测部件处采集的电压、电流数据和网络地址信息以及坦克火控系统各被测部件的运行状态以及故障诊断结果和维修建议。
具体的，本发明实施例提供的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统通过信号采样调理模块采集坦克火控系统中各个被测部件的输出信号，并对采集的信号进行采样与调理，使采集来的信号经过采样与调理后能够传输至信号处理器的标准信号，信号处理器对接收的信号进行处理并将处理后得到的数据传输至状态评估与故障诊断主板，以进行对坦克火控系统各被测部件的状态评估与故障诊断，并通过显示模块对状态评估与故障诊断结果进行显示。其中信号处理器和状态评估与故障诊断主板之间的数据传输可通过CAN总线收发电路来实现，显示模块可以是人机界面彩色触控屏。
本发明实施例通过检测表征火控系统运行状态的主要部件包括：炮控箱、陀螺仪组、扩大机控制盒、火控计算机及传感器分系统、瞄准镜以及自动装弹机程控盒进行故障诊断以及状态评估，以CAN总线建立起来的电气网络为基础，采集各部件参数，并通过CAN总线传输至状态评估与故障诊断主板对火控系统进行故障诊断以及状态评估，从而能够实时掌握火控系统的运行状态，在火控系统的运行状态监控掌握着主动权，保证火控系统针对作战任务的执行力和可靠性。
可选的，图2是本发明实施例提供的另一种坦克火控系统状态评估与故障诊断结构示意图，如图2所示，信号采样调理模块100包括：信号调理单元110和信号采样单元120；信号调理单元110的输入端与坦克火控系统各被测部件的信号输出端电连接，信号调理单元110的输出端与信号采样单元120的输入端电连接，信号调理单元110用于对坦克火控系统各被测部件的输出信号的采样前电压放大等预处理，并将调理后的信号传输至信号采样单元120；信号采样单元120的输出端与信号处理器的输入端电连接，信号采样单元120用于将信号调理单元处理后的坦克火控系统各被测部件的输出信号转换为可传输至所述信号处理器的标准信号。
本发明实施例通过设置信号采样单元，设置开关量信号采样电路和模拟量信号采样电路，开关量信号采样电路实现对I/O信号进行直接采集，模拟量信号采样电路对系统中占比较大的模拟量信号进行采集，并保证其采集的实时性、同步性。开关量信号采样电路和模拟量信号采样电路的设置，为运行状态评估的实时性以及故障诊断分析的准确性和及时性提供了保证。并通过设置信号调理单元，对采样前信号进行隔离、滤波、放大等调理，实现了系统能直接处理传感器传来的信号的目的，为状态分析的实时性以及故障诊断分析的准确性和及时性提供了双重保证。
可选的，继续参考图2，信号调理单元110包括：开关量信号调理电路111，对数字量信号进行整形放大处理，并将处理后的信号传输至信号采样单元120；模拟量信号调理电路112，用于对模拟量信号进行整形放大处理，并将处理后的信号传输至信号采样单元120。信号采样单元120包括：开关量信号采样电路121，用于对坦克火控系统各被测部件的数字量信号进行采样，并将采样后的数字量信号输出至信号处理器200；模拟量信号采样电路122，用于对坦克火控系统各被测部件的模拟量信号进行采样，并将采样后的模拟量信号传输至信号处理器200。
具体的，交流模拟量信号调理示意图如图3所示，交流信号调理电路原理图如图6所示，对于输出信号是交流模拟量的，首先信号经过互感器进行隔离变换，再通过高速运算放大器进行信号放大，最后通过交流有效值计算芯片将交流量的有效值以直流电压的方式输出。本发明实施例中，互感器采用SPT204A，运算放大器采用ADA4666-2芯片，采用AD637芯片计算交流有效值并以直流信号的形式输出。
具体的，模拟信号采样电路示意图如图4所示，从信号调理单元接收经过整形放大等处理的模拟信号后，采用高速选通器作为模拟量的采集扩展。采用并行同步A/D做为模数转换器件，传输至可以进行直接处理的信号处理器模块。本实施例采用ADG1604高速选通器作为模拟量采集扩展，采用并行同步AD7606A/D做为模数转换器件，模数转换器电路原理图如图7所示，其采用5V单电源供电，可处理±10V和±5V真双极性输入信号，同时所有通道均能以高达200 kSPS的吞吐速率采样，采用Cortex-M3内核的STM32F103VEARM芯片作为主控，并集成了CAN控制器，CAN接口兼容规范2.0A和2.0B(主动)，位速率高达1兆位/秒。它可以接收和发送11位标识符的标准帧，也可以接收和发送29位标识符的扩展帧。具有3个发送邮箱和2个接收FIFO，3级14个可调节的滤波器。用以实现信号采集的控制、协议的转换及数据传输。
本发明实施例通过设置信号采样单元，设置开关量信号采样电路和模拟量信号采样电路，开关量信号采样电路实现对I/O信号进行直接采集，模拟量信号采样电路对系统中占比较大的模拟量信号进行采集，并保证其采集的实时性、同步性。开关量信号采样电路和模拟量信号采样电路的设置，为运行状态评估的实时性以及故障诊断分析的准确性和及时性提供了保证。并通过设置信号调理单元，对采样前信号进行隔离、滤波、放大等调理，实现了系统能直接处理传感器传来的信号的目的，为状态分析的实时性以及故障诊断分析的准确性和及时性提供了双重保证。
可选的，继续参考图2，信号处理器200包括：协处理器210与主处理器220，协处理器210的输入端与信号采样调理模块100的输出端电连接，协处理器210的输出端与主处理器220的输入端电连接，协处理器210用于将从信号采样调理模块100接收的数据进行数据解析，降低主处理器220的数据处理量，并对主处理器210的运行状态进行监测；主处理器220，主处理器220的输出端与状态评估与故障诊断主板300通过CAN总线电连接，用于对接收的数据进行整理、存储，并传输至状态评估与故障诊断主板300。
可选的，信号处理器原理框图如图5所示，协处理器包括：超低功耗微控制器、外部看门狗电路、故障指示灯、仿真调试接口，用于通过总线与外部设备进行数据交换、数据解析，降低主处理器的数据处理量。主处理器包括：主处理器与内存单元、eMMC（Embedded
Multi Media Card内嵌式多媒体存储器）单元及可移动介质，用于数据接收、整理、存储。
超低功耗微控制器，用于对主处理器的状态进行检测；
外部看门狗电路，用于保证所述信号处理器的协处理器的稳定性；
故障指示灯，用于标识系统的工作状态；
仿真接口，用于方便系统升级。
内存单元，作为自身存储空间；
eMMC单元，用作高性能闪存功能；
可移动介质，提供监测数据离线获取。
本发明实施例通过设置信号处理单元，设置主处理器和协处理器。对信号数据进行接收、存储、整理……实现了对火控系统的各部件运行数据的监测与分析，为运行状态评估以及故障系统提供保证。
具体的，登录火控系统状态评估与故障诊断系统流程如图8，在保证同时输入正确的用户名和密码的前提下，点击人机界面彩色触控屏的登录即可进入到火控系统状态评估与故障诊断主系统。
可选的，登录功能管理模块包括：账户管理单元和功能模块管理单元，用于管理用户的登录信息和权限设置；功能管理单元用于管理坦克火控系统具体对被测部件执行状态评估与故障诊断功能。
可选的，数据管理功能模块包括：格式识别单元，用于对从坦克火控系统各被测部件采集的具有不同故障模式、不同故障类别的信号进行统一存储管理；转换与存储单元，用于对采集的坦克火控系统各被测部件的不同故障信号进行信号转换并存储管理；数据清洗单元，用于对采集的坦克火控系统各被测部件的信号进行规范化处理和去噪处理；导出单元，用于对.txt格式的数据文件导出至可对坦克整车数据进行统一存储管理的数据库系统；参数配置单元，用于判断采集的所述坦克火控系统各被测部件的信号是否为表征所述坦克火控系统各部件运行状态的参数信号，并对同种信号不同名称的参数进行同步。
可选的，所述判据文件生成模块包括：相关性分析单元，用于提取所述坦克火控系统各被测部件的运行数据、试验数据、历史数据的相关参数特征，对坦克火控系统各被测部件的信号与所述坦克火控系统各部件的运行状态进行相关性分析并去除冗余信号；知识库单元，用于将获取到的数据信息在知识库中进行学习匹配，并更新知识库中的信息；判据文件生成单元，用于对从各部件处获取的参数信息在知识库中学习匹配的异常点进行报警，并对异常数据进行输出生成故障报表：故障原因、故障现象、故障部位、维修建议。对于故障报表的生成及根据学习的结果形成的规则文件，采用.txt格式文件存储。
可选的，所述状态评估与故障诊断模块包括：数学模型单元，用于根据所述坦克火控系统各被测部件的信号特点建立各所述被测部件的状态评估与故障诊断数学模型；其中，所述坦克火控系统各被测部件包括：炮控箱、陀螺仪组、扩大机控制盒、火控计算机及传感器分系统、瞄准镜以及自动装弹机程控盒；状态评估单元，用于对所述坦克火控系统各被测部件的运行状态进行状态监测与评估；故障诊断单元，用于对所述坦克火控系统各被测部件进行故障诊断。
具体的，所述显示模块用于实时显示从所述坦克火控系统各被测部件釆集的电压、电流数据和网络地址信息以及所述坦克火控系统各被测部件的运行状态以及故障诊断结果和维修建议，通过人机界面彩色触控屏作为人机交互界面。
第二方面，本发明实施例还提供了一种坦克，包括车体与上述的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统。因此，该坦克包括本发明实施例提供的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统的技术特征及有益效果，相同之处可参照上述对本发明实施例提供的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统的描述，在此不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
- 一种坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，其特征在于，包括信号采样调理模块、信号处理器、状态评估与故障诊断主板以及显示模块；信号采样调理模块的输入端与坦克火控系统各被测部件的信号输出端电连接，信号采样调理模块的输出端与信号处理器的输入端电连接，信号采样调理模块用于对坦克火控系统各被测部件的状态信号进行调理、采样，并将调理、采样后的信号传输至信号处理器；信号处理器的输出端与状态评估与故障诊断主板的输入端电连接，信号处理器用于对从信号采样调理模块接收的信号进行处理，并将处理后得到的数据传输至状态评估与故障诊断主板；状态评估与故障诊断主板的输出端与显示模块电连接，状态评估与故障诊断主板用于接收，经处理后的坦克火控系统各被测部件处采集的电压、电流数据和网络地址信息并进行坦克火控系统各被测部件运行状态的评估与故障的诊断，状态评估与故障诊断主板包括登录功能管理模块、数据管理模块、判据文件生成模块以及状态评估与故障诊断模块；显示模块用于实时显示从坦克火控系统各被测部件采集的电压、电流数据和网络地址信息以及所述坦克火控系统各被测部件的运行状态以及故障诊断结果和维修建议。
- 根据权利要求1所述的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，其特征在于，所述信号采样调理模块包括信号采样单元和信号调理单元；信号调理单元的输入端与坦克火控系统各被测部件的信号输出端电连接，信号调理单元的输出端与信号采样单元的输入端电连接，信号调理单元用于对坦克火控系统各被测部件的输出信号进行整形放大处理，并将处理后的信号传输至所述信号采样单元；信号采样单元的输出端与信号处理器的输入端电连接，信号采样单元用于将所述信号调理单元整形放大处理后的坦克火控系统各被测部件的输出信号转换为可传输至所述信号处理器的标准信号；所述信号调理单元包括：开关量信号调理电路，用于对坦克火控系统各被测部件的数字量信号进行整形放大处理，并将处理后的信号传输至信号采样单元；模拟量信号调理电路，用于对坦克火控系统各被测部件的模拟量信号进行整形放大处理，并将处理后的信号传输至信号采样单元；所述信号采样单元包括：开关量信号采样电路，用于对所述调理后的数字量信号进行采样，并将采样后的数字量信号输出至信号处理器；模拟量信号采样电路，用于对调理后的模拟量信号进行采样，并将采样后的模拟量信号传输至信号处理器。
- 根据权利要求1或2所述的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，其特征在于，所述信号处理器包括协处理器和主处理器；协处理器的输入端与信号采样调理模块的输出端电连接，协处理器的输出端与主处理器的输入端电连接，用于将从信号采样调理模块接收的数据进行数据解析，降低主处理器的数据处理量，并对所述主处理器的运行状态进行监测；主处理器的输出端与状态评估与故障诊断主板输入端电连接，用于对接收的数据进行整理、存储，并传输至状态评估与故障诊断主板。
- 根据权利要求1或2所述的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，其特征在于，所述的状态评估与故障诊断主板包括登录功能管理模块、数据管理模块、判据文件生成模块以及状态评估与故障诊断模块；所述登录功能管理模块包括：账户管理单元，用于管理用户的登录信息和权限设置；功能模块管理单元，用于管理坦克火控系统具体对被测部件执行状态评估与故障诊断功能；所述数据管理模块包括：格式识别单元，用于对从坦克火控系统各被测部件采集的具有不同故障模式、不同故障类别的信号进行统一存储管理；转换与存储单元，用于对采集的坦克火控系统各被测部件的不同故障信号进行信号转换并存储管理；数据清洗单元，用于对采集的坦克火控系统各被测部件的信号进行规范化处理和去噪处理；导出单元，用于对.txt格式的数据文件导出至可对坦克整车数据进行统一存储管理的数据库系统；参数配置单元，用于判断采集的坦克火控系统各被测部件的信号是否为表征坦克火控系统各部件运行状态的参数信号，并对同种信号不同名称的参数进行同步；所述判据文件生成模块包括：相关性分析单元，用于提取所述坦克火控系统各被测部件的运行数据、试验数据、历史数据的相关参数特征，对坦克火控系统各被测部件的信号与所述坦克火控系统各部件的运行状态进行相关性分析并去除冗余信号；知识库单元，用于将获取到的数据信息在知识库中进行学习匹配，并更新知识库中的信息；判据文件生成单元，用于对从各部件处获取的参数信息在知识库中学习匹配的异常点进行报警，并对异常数据进行输出生成故障报表：故障原因、故障现象、故障部位、维修建议；对于故障报表的生成及根据学习的结果形成的规则文件，采用.txt格式文件存储；所述状态评估与故障诊断模块包括：数学模型单元，用于根据坦克火控系统各被测部件的信号特点建立各被测部件的状态评估与故障诊断数学模型；所述坦克火控系统各被测部件包括：炮控箱、陀螺仪组、扩大机控制盒、火控计算机及传感器分系统、瞄准镜以及自动装弹机程控盒；状态评估单元，用于对坦克火控系统各被测部件的运行状态进行状态监测与评估；故障诊断单元，用于对所述坦克火控系统各被测部件进行故障诊断。
- 根据权利要求3所述的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，其特征在于，所述的状态评估与故障诊断主板包括登录功能管理模块、数据管理模块、判据文件生成模块以及状态评估与故障诊断模块；所述登录功能管理模块包括：账户管理单元和功能模块管理单元，用于管理用户的登录信息和权限设置；功能管理单元用于管理坦克火控系统具体对被测部件执行状态评估与故障诊断功能；所述数据管理模块包括：格式识别单元，用于对从坦克火控系统各被测部件采集的具有不同故障模式、不同故障类别的信号进行统一存储管理；转换与存储单元，用于对采集的坦克火控系统各被测部件的不同故障信号进行信号转换并存储管理；数据清洗单元，用于对采集的坦克火控系统各被测部件的信号进行规范化处理和去噪处理；导出单元，用于对.txt格式的数据文件导出至可对坦克整车数据进行统一存储管理的数据库系统；参数配置单元，用于判断采集的坦克火控系统各被测部件的信号是否为表征坦克火控系统各部件运行状态的参数信号，并对同种信号不同名称的参数进行同步；所述判据文件生成模块包括：相关性分析单元，用于对坦克火控系统各被测部件的信号与所述坦克火控系统各部件的运行状态进行相关性分析并去除冗余信号、提取所述坦克火控系统各被测部件的运行数据、试验数据、历史数据的相关参数特征；知识库单元，用于将获取到的数据信息在知识库中进行学习匹配，并更新知识库中的信息；判据文件生成单元，用于对从各部件处获取的参数信在知识库中学习匹配的异常点进行报警，并对异常数据进行输出生成故障报表：故障原因、故障现象、故障部位、维修建议；对于故障报表的生成及根据学习的结果形成的规则文件，采用.txt格式文件存储；所述状态评估与故障诊断模块包括：数学模型单元，用于根据坦克火控系统各被测部件的信号特点建立各被测部件的状态评估与故障诊断数学模型；所述坦克火控系统各被测部件包括：炮控箱、陀螺仪组、扩大机控制盒、火控计算机及传感器分系统、瞄准镜以及自动装弹机程控盒；状态评估单元，用于对坦克火控系统各被测部件的运行状态进行状态监测与评估；故障诊断单元，用于对所述坦克火控系统各被测部件进行故障诊断。
- 根据权利要求1、2或5所述的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，其特征在于，所述的显示模块用于实时显示从坦克火控系统各被测部件采集的电压、电流数据和网络地址信息以及所述坦克火控系统各被测部件的运行状态以及故障诊断结果和维修建议。
- 根据权利要求3所述的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，其特征在于，所述的显示模块用于实时显示从坦克火控系统各被测部件采集的电压、电流数据和网络地址信息以及所述坦克火控系统各被测部件的运行状态以及故障诊断结果和维修建议。
- 根据权利要求4所述的坦克火控系统状态评估与故障诊断系统，其特征在于，所述的显示模块用于实时显示从坦克火控系统各被测部件釆集的电压、电流数据和网络地址信息以及所述坦克火控系统各被测部件的运行状态以及故障诊断结果和维修建议。
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