脉冲雷达智能诊断系统设计与实现

作     者：陈凤友 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈晓明

授予年度：2016年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：脉冲雷达 智能故障诊断 虚拟仪器 故障树 专家系统 

摘      要：作为高精度测控网的主干装备,大功率单脉冲跟踪测量雷达主要完成目标飞行器的实时跟踪、测量、控制任务,获取飞行器的外弹道参数,用来监视飞行过程,保证试验安全,评估飞行器主要战、技指标以及改进方案设计等目标。单脉冲跟踪测量雷达因其发射功率大、作用距离远、测量精度高等技术特点,综合运用了微波、高频无线电、信号检测、自动控制、计算机、数字通信等技术,其功能结构高度集成而又日趋庞大复杂。故障多发而串扰,为雷达的故障定位与分析造成一定困难。而战时使命要求脉冲雷达故障诊断资源在线、快速准确、机理清楚、措施有效,在第一时间快速诊断并解决故障保证作战能力。本文以国内外智能诊断的研究现状和脉冲雷达实际情况为出发点,基于某型脉冲雷达的使用特点和诊断需求,设计了雷达端和中心远端两种工作模式。在深入研究故障树诊断和专家系统开发方法的基础上,结合雷达常见的故障现象以及目前常见智能诊断方法,提出了基于故障树诊断与基于案例(字典)的故障诊断相结合的解决方案。本文设计了基于故障树和故障字典双模式统一存储结构的信息库,提高了系统的运行效率。构建了接收机和支路故障树模型,设计了智能故障诊断专家系统功能模块构成,以引导接收机频率源上变频模块为例进行了故障推理和验证。本文设计的专家系统基于PXI系统,结合脉冲雷达监测信号特点,选取相应检测模块,利用虚拟仪器软硬件平台形成故障诊断测试系统一套。系统分为雷达端、中心端两套系统,下含系统管理、在线测试、数据库操作和信息处理等部分。且故障实例的诊断执行来验证其正确、可靠和有效。该系统集成了现有脉冲专家的故障诊断知识,可协助技术人员快速、准确地完成故障的检测、定位、隔离,以及诊断和排除工作。系统人机交互界面好,有良好的可扩展性和开放性。随着运行时间的增加,不断完善的经验和知识库,诊断的准确性将会不断提升。通过该系统的应用,实现了在本地和远程故障智能诊断以及装备的日常维护指导,为保证脉冲雷达作战能力奠定了良好基础。