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1、Page 1电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 电子信息工程学院电子信息工程学院20102010年毕业设计年毕业设计6 6月月17 17日日Page 2电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 专专 业业 ：测控技术与仪器：测控技术与仪器 指导教师：孙指导教师：孙 向向 阳阳 姓姓 名名 ：崔：崔 玲玲 玲玲 Page 3电子信
2、息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 一、课题的目的及意义一、课题的目的及意义n航空相机作为一种重要的获取地面信息手段，用光学拍照航空相机作为一种重要的获取地面信息手段，用光学拍照的形式给人以直观、清晰的图像信息，在航空遥感技术中的形式给人以直观、清晰的图像信息，在航空遥感技术中起着举足轻重的作用，但是航空相机在使用过程中会出现起着举足轻重的作用，但是航空相机在使用过程中会出现故障，尤其是通信方面的故障，要排除故障首先要通过故故障，尤其是通信方面的故障，要排除故障首
3、先要通过故障诊断查出故障所在，因此对航空相机控制系统的曝光板、障诊断查出故障所在，因此对航空相机控制系统的曝光板、补偿板、补偿板、429板、电源板、主控板这五块控制板的通信故板、电源板、主控板这五块控制板的通信故障诊断技术的研究就变得尤为重要。障诊断技术的研究就变得尤为重要。Page 4电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 二、故障诊断技术的发展阶段二、故障诊断技术的发展阶段 故障诊断技术的发展阶段分为两个过程：故障诊断技术的发展阶段分为两个过程：1、常规诊断
4、阶段、常规诊断阶段 2、智能诊断阶段、智能诊断阶段 智能诊断技术有很多分支，其中有基于专家系统的诊智能诊断技术有很多分支，其中有基于专家系统的诊断技术、人工网络的诊断技术、故障树分析的诊断技术断技术、人工网络的诊断技术、故障树分析的诊断技术等。等。Page 5电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 三、课题主要研究内容三、课题主要研究内容 本文主要从以下几个方面进行论述：本文主要从以下几个方面进行论述：1、查阅了有关资料，详细介绍了故障树分析法原理，并、查阅了有
5、关资料，详细介绍了故障树分析法原理，并根据故障诊断技术建立了航空相机板间通信系统的故障树，根据故障诊断技术建立了航空相机板间通信系统的故障树，在理论上分析研究了航空相机板间通信系统的故障因素。在理论上分析研究了航空相机板间通信系统的故障因素。2、采用模拟电路故障诊断技术，提出了航空相机板间通、采用模拟电路故障诊断技术，提出了航空相机板间通讯系统故障诊断的方案，并且对航空相机板间通信系统故讯系统故障诊断的方案，并且对航空相机板间通信系统故障诊断的硬件电路进行分析和设计。障诊断的硬件电路进行分析和设计。3、编写了航空相机板间通信系统故障诊断系统的软件流、编写了航空相机板间通信系统故障诊断系统的软件
6、流程，描述了故障诊断的过程，以及展示了软件操作界面。程，描述了故障诊断的过程，以及展示了软件操作界面。4、深入探讨了航空相机板间通讯系统故障诊断系统的关、深入探讨了航空相机板间通讯系统故障诊断系统的关键技术键技术 Page 6电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 四、技术指标四、技术指标1、工作温度、工作温度:-40+70;2、支持或、支持或5V PIC总线信号；总线信号；3、MTBF:最小最小110000小时；小时；4、400M HZ、（、（5V DC）；）
7、；5、输入通道数：单端、输入通道数：单端32路、双端路、双端16路；路；6、最大采样频率、最大采样频率 100K HZ;Page 7电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 五五：故障树的建立故障树的建立1：故障树的定义：故障树的定义 故障树故障树是一种特殊的倒立树状是一种特殊的倒立树状逻辑逻辑因果关系图，它用事因果关系图，它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。逻辑门的输入事件是输出事
8、件的的因果关系。逻辑门的输入事件是输出事件的“因因”、输、输出事件是输入事件的出事件是输入事件的果果。Page 8电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 2：故障树的建立原则：故障树的建立原则n全面分析系统故障，对诊断对象做系统分析。明确定义系统的正常状全面分析系统故障，对诊断对象做系统分析。明确定义系统的正常状态、正常事件、故障状态、故障事件。对故障作深入的研究，评价各态、正常事件、故障状态、故障事件。对故障作深入的研究，评价各类故障对系统的影响，找出导致各种
9、故障的原因。类故障对系统的影响，找出导致各种故障的原因。n 准确地选择顶事件，在明确系统各类故障的基础上，确定系统最不希准确地选择顶事件，在明确系统各类故障的基础上，确定系统最不希望发生的故障事件为顶事件。望发生的故障事件为顶事件。n确定建树范围，根据对系统提出的假设条件为依据，合理地确定边界确定建树范围，根据对系统提出的假设条件为依据，合理地确定边界条件，最终确定故障树的建树范围，系统的边界条件包括顶事件、系条件，最终确定故障树的建树范围，系统的边界条件包括顶事件、系统各部件的初始状态、必然事件、不相容事件等。统各部件的初始状态、必然事件、不相容事件等。Page 9电子信息工程学院电子信息工
10、程学院The electronic information engineering college of Changchun University 3、故障树模型的建立、故障树模型的建立n目前还没有一种有效的统一建树方法，但通常采用的是演绎法建树。目前还没有一种有效的统一建树方法，但通常采用的是演绎法建树。该法是先选定系统中不希望发生的故障事件为顶端事件，其后第一步该法是先选定系统中不希望发生的故障事件为顶端事件，其后第一步是找出直接导致顶端事件发生的各种可能因素或因素组合，第二步再是找出直接导致顶端事件发生的各种可能因素或因素组合，第二步再找出第一步中各因素的直接原因。循此方法逐级向下演绎，
11、一直追溯找出第一步中各因素的直接原因。循此方法逐级向下演绎，一直追溯到引起系统发生故障的全部原因，即分析到不需要继续分析原因的底到引起系统发生故障的全部原因，即分析到不需要继续分析原因的底事件为止。然后，把各级事件用相应的符号和适合于它们之间逻辑关事件为止。然后，把各级事件用相应的符号和适合于它们之间逻辑关系的逻辑门与顶端事件相连接，就建成了一棵以顶事件为根，中间事系的逻辑门与顶端事件相连接，就建成了一棵以顶事件为根，中间事件为节，底事件为叶的具有若干级的倒置故障树件为节，底事件为叶的具有若干级的倒置故障树。系统分析系统分析判明故障判明故障选选 择择 故故 障障作作 为为 顶顶 事事件件确确定
12、定故故障障边边界界条条件件、失失效效因因素素及及发发生概率生概率建建 立立 故故 障障树树Page 10电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 六、故障树分析法六、故障树分析法1、故障树分析原理、故障树分析原理 故障树分析首先由故障树分析首先由Bell电话实验室的电话实验室的Waston HA于于1961年提出，作为分析系统可靠性的数学模型，年提出，作为分析系统可靠性的数学模型，经过许多学者的发展，迄今已取得了很大进展，经过许多学者的发展，迄今已取得了很大进展，
13、已成为较为完善的系统可靠性分析技术，广泛应已成为较为完善的系统可靠性分析技术，广泛应用于各个领域。用于各个领域。Page 11电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 2 2、航空相机板间通讯统故障树的建立、航空相机板间通讯统故障树的建立Page 12电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University Page 13电子信息工程学院电子信息工程
14、学院The electronic information engineering college of Changchun University 七、系统的总体方案七、系统的总体方案 主控系统结构框图主控系统结构框图Page 14电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 八、硬件电路八、硬件电路 主控系统的主控系统的pc104总线连接电路总线连接电路 Page 15电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information enginee
15、ring college of Changchun University PC104嵌入式系统硬件电路嵌入式系统硬件电路Page 16电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University PC104主控计算机系统 PM515采集卡PM530数字信号接口卡PM520模出接口卡PM504Page 17电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University n板间通
16、信系统故障诊断系统硬件电路设计板间通信系统故障诊断系统硬件电路设计 Page 18电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 429板信号调理电路的设计板信号调理电路的设计Page 19电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 九、故障诊断过程九、故障诊断过程1、软件设计、软件设计 故障诊断系统的检测流程故障诊断系统的检测流程Page
17、20电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 主控板故障诊断过程主控板故障诊断过程Page 21电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University 429板故障诊断过程板故障诊断过程Page 22电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun
18、 University 十、总 结n航空相机内部结构十分复杂，其板间通信系统由许多块电航空相机内部结构十分复杂，其板间通信系统由许多块电路板组成。在检测故障时，需要利用故障树检测原理对每路板组成。在检测故障时，需要利用故障树检测原理对每个电路板进行分析，建立起整个系统的故障树。根据所绘个电路板进行分析，建立起整个系统的故障树。根据所绘制的故障树，分析出每一个故障的原因，设计硬件电路，制的故障树，分析出每一个故障的原因，设计硬件电路，然后建立测试流程，完成整个通信系统的故障诊断。然后建立测试流程，完成整个通信系统的故障诊断。Page 23电子信息工程学院电子信息工程学院The electronic information engineering college of Changchun University