一种外部自动测试系统及机载设备测试方法

摘要

本申请提供一种外部自动测试系统及机载设备测试方法，所述一体化测试系统包括航电机载设备、信息集成管理平台、仿真数据计算机和PMAT，其中航电机载设备通过网络与仿真数据计算机连接，仿真数据计算机用于测试性验证和机载实时诊断验证的仿真数据注入；PMAT通过网络与航电机载设备连接，所述PMAT用于ATE地面测试模型验证的仿真数据注入；信息集成管理平台分别与航电机载设备、信息集成管理平台、仿真数据计算机和PMAT连接，所述信息集成管理平台用于模型和算法的管理。

说明书

技术领域

本发明属于故障预测与健康管理(PHM)技术领域，具体涉及一种外部自动测试系统及机载设备测试方法。

背景技术

针对目前我国对航空设备故障的诊断能力差、虚警率高、使用与保障费用高、维修人力不足等问题，以及测试性与外部自动测试设备设计相互脱节的现状，建立机载设备测试性与外部自动测试系统一体化平台能够解决外部自动测试系统的研制基础薄弱、规模庞大，且维护成本高的实际问题，可有效地提高机载设备的故障检测率和隔离率，降低全寿命周期费用。

发明内容

本发明提供一种外部自动测试系统及机载设备测试方法，能够解决外部自动测试系统的研制基础薄弱、规模庞大，且维护成本高的实际问题，可有效地提高机载设备的故障检测率和隔离率，降低全寿命周期费用。，用于支持机载设备的测试性建模、机载实时诊断建模和ATE地面测试模型、算法的开发和仿真验证。

第一方面，本申请提供一种外部自动测试系统，所述外部自动测试系统包括航电机载设备、信息集成管理平台、仿真数据计算机和PMAT，其中

航电机载设备通过网络与仿真数据计算机连接，仿真数据计算机用于测试性验证和机载实时诊断验证的仿真数据注入；

PMAT通过网络与航电机载设备连接，所述PMAT用于ATE地面测试模型验证的仿真数据注入；

信息集成管理平台分别与航电机载设备、信息集成管理平台、仿真数据计算机和PMAT连接，所述信息集成管理平台用于模型和算法的管理。

第二方面，本申请提供一种机载设备测试方法，所述机载设备测试方法应用于如权利要求1所述的外部自动测试系统，方法包括：

根据产品信息要求获得FMECA结果；

根据所述FMECA结果，使用建模工具进行测试性建模，获得测试性建模结果；

根据产品信息和系统设备ICD，利用测试性建模结果，对BIT进行改进；

利用改进后的BIT，使用机载诊断模型开发工具，开发机载诊断模型，利用所述机载诊断模型，获取机载诊断结果；

使用ATE地面测试模型开发工具，开发ATE地面测试模型；

根据所述ATE地面测试模型，对所述机载诊断结果进行确认。

优选的，所述利用改进后的BIT，使用机载诊断模型开发工具，开发机载诊断模型，具体包括：

根据航电机载设备结构，构建航电机载设备组成部件之间的交联关系；

根据所述交联关系，建立航电机载设备的结构模型和功能模型；

根据所述结构模型和功能模型，模拟航电机载设备的实际行为；

根据航电机载设备的实际行为和航电机载设备的知识数据库，自动获取故障传播关系及诊断逻辑，生成机载诊断模型。

优选的，所述使用ATE地面测试模型开发工具，开发ATE地面测试模型，具体包括：

在使用ATE进行地面测试过程中，通过读取机载设备测试所需的地面测试模型定义，将机载设备返回的测试数据组织成页面数据模型；

通过ATE地面测试模型开发工具，根据所述页面数据模型，开发地面测试模型。

优选的，所述航电机载设备的知识数据库包括故障模式和故障特征。

优选的，方法还包括：

将所述机载诊断结果发送至信息集成管理平台。

优选的，所述测试性建模结果包括FDR预计值和FIR预计值。

优选的，建模工具包括TEAMS、WEKA。

本发明提供一种外部自动测试系统及机载设备测试方法，用于支持机载设备的测试性建模、机载实时诊断建模和ATE地面测试模型、算法的开发和仿真验证。本发明的有益效果：

(1)本发明支持对“可靠性”、“测试性”、“维护性”、“安全性”、BIT等数据的复用，并将这些数据用于测试性模型、机载诊断模型、地面测试模型的开发与验证；

(2)本发明支持基于图形化的机载诊断模型开发，采用图形化的引导方法，指导工程应用中诊断逻辑的获取、整理、表示和求解问题；

(3)本发明为地面测试提供规范化的测试页面显示模板

附图说明

图1是测试性与外部自动测试系统一体化平台架构设计图；

图2为机载设备测试性与外部自动测试系统一体化平台仿真验证架构图。

具体实施方式

下面以航电设备的具体设计为例对本发明做进一步详细说明。

1)模型开发

由于航电设备的BIT和测试性建模、机载实时诊断、外部自动测试系统三种诊断方法的诊断机理不同，并且各自存在一定的局限性，一体化平台设计方法将这三种方法相结合，并对其进行优化，进一步提高航电设备的故障检测率和隔离率。

(1)BIT和测试性建模首先进行系统定义，确定单故障集合和测试点集合，建立信号流模型；根据相关性推理方法生成相关性矩阵，通过确定冗余测试、模糊组和不可检测故障来简化相关性矩阵；进行测试点优化并制定诊断策略。

(2)基于图形化的机载实时诊断建模，将系统结构与行为的知识作为背景理论，构建系统组成部件和部件之间的交联关系，建立系统的结构模型和功能模型等系统模型，来模拟系统的实际行为，结合部件的知识数据库(故障模式，故障特征等知识)，可自动获取故障传播关系及诊断逻辑，生成诊断模型和故障传播模型，从而实现系统故障的定位和隔离。

(3)ATE地面测试模型是在使用ATE进行地面测试过程中，维护功能模块通过读取机载设备测试所需的地面测试模型定义，将机载设备返回的测试数据组织成页面数据，提供给显示管理。通过相关工具开发地面测试模型，为维护应用提供创建和组织机载设备的维护信息和菜单界面。

2)信息集成管理明确一体化平台中的数据类别，将数据分为产品数据、技术数据、知识数据(包括模型、算法)；确定一体化平台知识库与仿真验证平台的数据接口规范；实现对数据的集成统一管理，支持用户按照条件对数据进行测试、查询、编辑、导入和导出功能。

3)仿真验证

航电设备测试性与外部自动测试系统一体化平台由嵌入式环境、实时诊断推理机、地面测试状态机三部分组成。其中，嵌入式环境作为一体化平台的硬件基础，搭载实时诊断推理机和地面测试状态机两部分软件。选取航电设备的部分LRU进行仿真、故障注入，实时诊断推理机进行实时推理解算，并输出诊断结果，进行进一步的验证和评价分析，确认验证指标。ATE地面测试状态机进行地面测试等交互式维护并得到反馈。

针对目前我国对航空设备故障的诊断能力差、虚警率高、使用与保障费用高、维修人力不足等问题，以及测试性与外部自动测试设备设计相互脱节的现状，建立机载设备测试性与外部自动测试系统一体化平台能够解决外部自动测试系统的研制基础薄弱、规模庞大，且维护成本高的实际问题，可有效地提高机载设备的故障检测率和隔离率，降低全寿命周期费用。

综上所述，本发明的技术方案：一种机载设备测试性与外部自动测试系统一体化平台设计方法，包括机载设备的测试性建模、机载实时诊断建模和ATE地面测试模型、算法的开发和仿真验证，其中：

1)利用FMECA结果、产品信息和测试数据，使用TEAMS、WEKA等工具进行测试性建模；利用周期BIT、启动BIT信息和状态参数，使用自研工具开发机载诊断模型，实现对机载设备交联故障、接口故障等故障的诊断，用于弥补测试性的不足；利用维护BIT；使用自研工具开发地面测试模型，对机载诊断结果进行进一步的确认。

2)通过数据管理服务实现对仿真数据、实验与历史数据、BIT数据、模型和算法的统一管理；完成对MatLab、LabVIEW和“四性”建模软件(TEAMS等)生成模型的转换和导入功能。

3)利用推理机和仿真注入，验证诊断策略、模型和算法的正确性，以及统计是否达到技术指标要求。