王志紅，李學(xué)思，李鎖蘭，陳俊杰，常新月

一種導(dǎo)彈武器IBIT系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理方法

王志紅，李學(xué)思，李鎖蘭，陳俊杰，常新月

（中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京，100076）

為了解決導(dǎo)彈武器開(kāi)放式架構(gòu)電氣系統(tǒng)高度集成化后帶來(lái)的故障監(jiān)測(cè)問(wèn)題，提出了一種基于獨(dú)立自測(cè)試的電氣系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法應(yīng)用機(jī)內(nèi)測(cè)試的設(shè)計(jì)思路，在電氣系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了獨(dú)立的監(jiān)測(cè)功能與流程，并提出了一種基于模糊深度學(xué)習(xí)的故障識(shí)別方法，經(jīng)故障注入測(cè)試，基于模糊深度學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)診斷方法具有較高的故障識(shí)別準(zhǔn)確率。導(dǎo)彈武器獨(dú)立自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在不額外增加電氣設(shè)備的約束下提升了導(dǎo)彈武器的測(cè)試性。

獨(dú)立自測(cè)試；導(dǎo)彈武器；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)處理

0 引 言

隨著體系作戰(zhàn)理念與智能科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，快速響應(yīng)、迅捷發(fā)射、自主保障等易用化特征逐漸成為導(dǎo)彈武器重要的性能需求和效能標(biāo)志，電氣系統(tǒng)作為導(dǎo)彈武器的控制中心，其方案設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)以上需求的關(guān)鍵步驟。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)有效突防、精確打擊等實(shí)戰(zhàn)化指標(biāo)，導(dǎo)彈武器電氣系統(tǒng)在技術(shù)綜合與設(shè)備組成復(fù)雜度方面上升到一個(gè)新的高度。功能模塊即插即用的開(kāi)放式架構(gòu)導(dǎo)彈電氣系統(tǒng)為導(dǎo)彈武器易用化與復(fù)雜度的矛盾提供了一個(gè)可用解決方案[1]。另一方面，開(kāi)放式架構(gòu)電氣系統(tǒng)的快速更換模式僅縮短了故障定位后的系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間，不能直接減少導(dǎo)彈武器的故障定位時(shí)間，而功能模塊互換式的設(shè)計(jì)又加大了系統(tǒng)整體設(shè)備組成狀態(tài)與工作壽命的管理難度。電氣系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)采集和綜合處理能夠有效解決上述問(wèn)題，因此實(shí)時(shí)狀態(tài)管理與故障監(jiān)測(cè)等測(cè)試性技術(shù)是提升開(kāi)放式架構(gòu)電氣系統(tǒng)綜合性能的有效途徑。

機(jī)內(nèi)測(cè)試（BIT，Built-In Test）是提升系統(tǒng)可測(cè)試性的重要方法[2]，BIT設(shè)計(jì)的植入特性與直連特性使得被測(cè)設(shè)備在不額外增加測(cè)試平臺(tái)的基礎(chǔ)上，無(wú)延遲地獲取被測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)層級(jí)的BIT設(shè)計(jì)則大幅提升了電氣系統(tǒng)的狀態(tài)測(cè)試與故障定位能力，但BIT設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)在被測(cè)設(shè)備自身故障的情況下有效傳輸故障數(shù)據(jù)。為解決系統(tǒng)BIT設(shè)計(jì)的故障輸出問(wèn)題與提升系統(tǒng)狀態(tài)管理能力，本文提出了一種導(dǎo)彈武器獨(dú)立機(jī)內(nèi)測(cè)試（Independent BIT，IBIT）系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理方法。

1 IBIT技術(shù)

BIT技術(shù)是系統(tǒng)或設(shè)備依靠嵌入自身內(nèi)部的檢測(cè)電路和軟件完成系統(tǒng)或設(shè)備自身工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)的一種測(cè)試技術(shù)，是解決復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)備測(cè)試性、維修性與保障性的有效途徑之一，能夠縮短故障定位時(shí)間、降低武器保障成本及人員技能要求。BIT技術(shù)的發(fā)展已日趨成熟，在國(guó)內(nèi)外以飛機(jī)等為代表的航空飛行器與導(dǎo)彈武器、運(yùn)載火箭、衛(wèi)星等為代表的航天飛行器中均有不同程度的應(yīng)用[3]，應(yīng)用范圍由設(shè)備級(jí)BIT設(shè)計(jì)發(fā)展至天地聯(lián)合BIT設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理由簡(jiǎn)單門(mén)限比較的方式發(fā)展至算法綜合優(yōu)化的方式。

IBIT技術(shù)在BIT技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，繼承BIT技術(shù)的植入性、直連性與高效性，擴(kuò)展并增強(qiáng)了BIT技術(shù)的隔離獨(dú)立性。IBIT技術(shù)將BIT電路中的檢測(cè)電路、處理電路、通信鏈路與電氣系統(tǒng)主功能電路隔離獨(dú)立，在電氣系統(tǒng)功能設(shè)備故障后可保持監(jiān)測(cè)電路的有效運(yùn)行，且IBIT電路的自身故障不影響電氣系統(tǒng)功能。在充分發(fā)揮現(xiàn)有BIT技術(shù)的基礎(chǔ)上，IBIT技術(shù)增加了系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)持續(xù)輸出與記錄能力，為系統(tǒng)的故障定位提供完整的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，縮短故障診斷時(shí)間，提高故障診斷的精確性。

2 導(dǎo)彈武器IBIT系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

導(dǎo)彈武器電氣系統(tǒng)一般由控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)等組成，本文設(shè)計(jì)的IBIT系統(tǒng)以控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)為測(cè)試研究對(duì)象，采用將IBIT電路嵌入到電氣系統(tǒng)內(nèi)各功能模塊或單機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的自測(cè)試功能。如圖1所示，導(dǎo)彈武器IBIT系統(tǒng)的電氣功能單元包含：嵌入式電氣功能模塊或單機(jī)內(nèi)部的IBIT集成電路、IBIT獨(dú)立供電通道、IBIT獨(dú)立通信鏈路及IBIT地面設(shè)備，共同實(shí)現(xiàn)彈上電氣系統(tǒng)工作狀態(tài)的獨(dú)立監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)狀態(tài)評(píng)估?；趯?dǎo)彈武器綜合性能、研制周期與研制成本等多因素綜合約束設(shè)計(jì)，IBIT監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)或彈上記錄儀等其他非IBIT系統(tǒng)專(zhuān)用設(shè)備實(shí)現(xiàn)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深度處理在IBIT地面設(shè)備進(jìn)行。

圖1 導(dǎo)彈武器IBIT系統(tǒng)架構(gòu)

2.2 工作流程

導(dǎo)彈武器IBIT系統(tǒng)工作流程如圖2所示，在測(cè)試流程中，電氣系統(tǒng)各設(shè)備狀態(tài)就緒后，測(cè)發(fā)控系統(tǒng)配電，檢查測(cè)發(fā)控系統(tǒng)狀態(tài)并為彈上IBIT系統(tǒng)配電，IBIT系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作狀態(tài)后，開(kāi)啟彈上電氣系統(tǒng)配電，彈上電氣系統(tǒng)進(jìn)入正常工作流程。通過(guò)彈地之間的數(shù)據(jù)傳輸，地面測(cè)發(fā)控或測(cè)量設(shè)備實(shí)時(shí)顯示彈上IBIT系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，若出現(xiàn)已知安全性或其他嚴(yán)重異常，可通過(guò)測(cè)發(fā)控系統(tǒng)對(duì)彈上電氣系統(tǒng)進(jìn)行緊急斷電，若地面測(cè)量設(shè)備顯示正?；驘o(wú)嚴(yán)重異常，則在導(dǎo)彈武器測(cè)試結(jié)束后，按測(cè)試流程進(jìn)行彈上電氣系統(tǒng)下電，彈上IBIT系統(tǒng)下電以及測(cè)發(fā)控系統(tǒng)下電。測(cè)試結(jié)束后，將彈上記錄設(shè)備存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)及地面測(cè)量設(shè)備接收的數(shù)據(jù)組合導(dǎo)出到IBIT系統(tǒng)地面解析設(shè)備，地面解析設(shè)備處理后給出本次測(cè)試的IBIT獨(dú)立評(píng)估結(jié)果，根據(jù)評(píng)估結(jié)果給出故障原因定位或系統(tǒng)改進(jìn)建議。

圖2 導(dǎo)彈武器IBIT系統(tǒng)工作流程

3 IBIT系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法

3.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理

導(dǎo)彈武器IBIT系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理在彈上IBIT集成電路內(nèi)完成，通過(guò)彈地通信將彈上實(shí)時(shí)處理的結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在地面設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈武器測(cè)試過(guò)程的實(shí)時(shí)狀態(tài)識(shí)別。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵內(nèi)容是門(mén)限設(shè)計(jì)，IBIT系統(tǒng)依據(jù)導(dǎo)彈武器電氣系統(tǒng)功能性能及工作流程，將可采集監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)歸類(lèi)與門(mén)限設(shè)定，門(mén)限設(shè)定的方法包括：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法、性能門(mén)限法、狀態(tài)判定法與專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法等，其中關(guān)鍵電壓、電流數(shù)據(jù)等監(jiān)測(cè)適用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法，即依據(jù)集成電路手冊(cè)給出的統(tǒng)計(jì)值與測(cè)量誤差給出一定概率下的異常門(mén)限；溫度、濕度等數(shù)據(jù)適用于性能門(mén)限法，即將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作環(huán)境適應(yīng)門(mén)限作為參數(shù)門(mén)限；電氣系統(tǒng)工作階段、工作狀態(tài)適用于狀態(tài)判定法，即將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與已定義的工作狀態(tài)或階段進(jìn)行對(duì)比判定；其他固定趨勢(shì)類(lèi)或跳變類(lèi)數(shù)據(jù)則需要通過(guò)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行門(mén)限設(shè)計(jì)。依據(jù)以上門(mén)限設(shè)計(jì)方法，按照安全性、影響域等為不同數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)單門(mén)限或組合門(mén)限，組合門(mén)限指某項(xiàng)參數(shù)的預(yù)警門(mén)限、故障門(mén)限與災(zāi)難門(mén)限的組合，常規(guī)參數(shù)僅設(shè)計(jì)故障門(mén)限用于實(shí)時(shí)狀態(tài)確定，跳變類(lèi)等參數(shù)除故障門(mén)限外增加預(yù)警門(mén)限以提升狀態(tài)識(shí)別準(zhǔn)確性，對(duì)可能引起安全性事故或不可逆錯(cuò)誤的表征參數(shù)設(shè)計(jì)災(zāi)難門(mén)限，以實(shí)現(xiàn)該參數(shù)超限時(shí)實(shí)施緊急斷電的保護(hù)措施，方法匯總?cè)绫?所示。

表1 門(mén)限設(shè)置方法匯總表

Tab.1 Summary of Threshold Setting Methods

方法類(lèi)型適用參數(shù) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法電壓、電流等 性能門(mén)限法溫度、濕度、氣壓等 狀態(tài)判定法芯片狀態(tài)、流程狀態(tài)等 專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法加速度、角速度等

3.2 歷史數(shù)據(jù)深度分析

3.2.1 深度分析方法概述

常用深度分析方法包括：基于信號(hào)的故障診斷方法、基于專(zhuān)家系統(tǒng)的故障診斷方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法、基于多傳感器的診斷方法和基于分布式理論的故障診斷等。各方法的具體過(guò)程如下：

a）基于信號(hào)的故障診斷方法[4]。該方法主要利用有噪聲的通信和接收端收到干擾信號(hào)的原理進(jìn)行科學(xué)分析。導(dǎo)彈武器發(fā)射信號(hào)的特征參數(shù)主要包括：振幅、頻率、相位、時(shí)延和波形等。在信號(hào)檢測(cè)與信號(hào)分析的基礎(chǔ)上，利用傳統(tǒng)故障經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?duì)比信號(hào)數(shù)據(jù)并利用最大熵譜法、同步信號(hào)平均法、自回歸譜分析法等信號(hào)分析方法進(jìn)行分析以確定故障源。

b）基于專(zhuān)家系統(tǒng)的故障診斷方法[5]?；趯?zhuān)家系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)是對(duì)人腦問(wèn)題分析過(guò)程的模擬，其通過(guò)對(duì)專(zhuān)家知識(shí)的積累來(lái)達(dá)到對(duì)故障源的準(zhǔn)確定位。在專(zhuān)家系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)比較簡(jiǎn)單直觀時(shí)，將專(zhuān)家知識(shí)直接應(yīng)用至當(dāng)前待診斷系統(tǒng)，且系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單。但專(zhuān)家系統(tǒng)及系統(tǒng)規(guī)則受系統(tǒng)知識(shí)的限制存在知識(shí)能力和分析方面的局限性且系統(tǒng)擴(kuò)展性低。

c）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法[5]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由神經(jīng)元模型組成的并行互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)一定的學(xué)習(xí)過(guò)程后可以模擬人腦對(duì)真實(shí)世界做出響應(yīng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有高度非線(xiàn)性、高度容錯(cuò)和聯(lián)想記憶等方面的優(yōu)點(diǎn)。但由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷過(guò)程不可自解釋?zhuān)錈o(wú)法對(duì)診斷過(guò)程進(jìn)行明確解釋?zhuān)疑窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷結(jié)果的有效性受神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本的約束，當(dāng)樣本不足時(shí)無(wú)法給出正確的診斷結(jié)果。

d）基于多傳感器的診斷方法[6]?；诙鄠鞲衅鞯墓收显\斷方法主要利用傳感器對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行和故障狀況進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)。其在一定程度上能獲得系統(tǒng)運(yùn)行較精確的狀態(tài)反應(yīng)，通過(guò)信息融合可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障原因的準(zhǔn)確定位。傳感器能較準(zhǔn)確地反映單一數(shù)據(jù)，但是對(duì)于組合變量和復(fù)雜系統(tǒng)，該方法效率較低且成本較高。

e）基于分布式理論的故障診斷[6]。分布式狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要利用分布式技術(shù)和強(qiáng)大的計(jì)算能力對(duì)設(shè)備集合進(jìn)行綜合診斷。利用計(jì)算服務(wù)器進(jìn)行分布式分析計(jì)算，得到最終故障分析結(jié)果。該方法解決了多設(shè)備分布廣、實(shí)時(shí)響應(yīng)能力差和診斷過(guò)程困難等問(wèn)題。

3.2.2 基于模糊深度學(xué)習(xí)的故障診斷方法

鑒于導(dǎo)彈武器電氣系統(tǒng)故障通常都是非線(xiàn)性關(guān)系，本文基于深度學(xué)習(xí)方法設(shè)計(jì)了一種基于模糊深度學(xué)習(xí)的故障診斷與效能評(píng)估方法。具體而言，選擇IBIT序貫數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的輸入條件，以故障嚴(yán)重程度作為系統(tǒng)輸出，再通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)方法完成各故障對(duì)系統(tǒng)的影響程度評(píng)價(jià)，最終獲取系統(tǒng)整體效能結(jié)果。該方法的具體步驟如下：

a）序貫數(shù)據(jù)獲取。

以IBIT采集周期數(shù)據(jù)為輸入數(shù)據(jù)，具體方法為：選取一段時(shí)間，以Δ為時(shí)間間隔，對(duì)IBIT數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，總采樣數(shù)為。采樣數(shù)據(jù)可表示為

b）故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。

現(xiàn)代電氣系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜，可監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與故障評(píng)價(jià)之間為非線(xiàn)性關(guān)系，導(dǎo)致建立精確數(shù)學(xué)模型較為困難。因此，本文使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法來(lái)評(píng)價(jià)IBIT數(shù)據(jù)相對(duì)于某故障的嚴(yán)重程度。

單故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示，將IBIT的序貫數(shù)據(jù)作為輸入，將數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的某故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)（專(zhuān)家給定）作為輸出，就可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練影響因素?cái)?shù)據(jù)與因子評(píng)分間的關(guān)系。

圖3 單故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

c）模糊綜合評(píng)判。

采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法[7,8]建立各故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)對(duì)電氣系統(tǒng)的影響，該方法定義了評(píng)價(jià)對(duì)象中各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)總體評(píng)價(jià)集的隸屬關(guān)系，并給予一定的模糊算法進(jìn)行分析。模糊綜合評(píng)價(jià)的流程邏輯如圖4所示。

圖4 模糊綜合評(píng)價(jià)層次架構(gòu)

每個(gè)故障相對(duì)于電氣系統(tǒng)效能的相對(duì)影響權(quán)重矩陣可表示為

在具體權(quán)重矩陣給定過(guò)程中，先后邀請(qǐng)名專(zhuān)家，按照表2所示的相對(duì)影響權(quán)重的賦值策略標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所選個(gè)效能因子的相對(duì)影響權(quán)重矩陣進(jìn)行賦值。然后，根據(jù)“去掉一個(gè)最高，去掉一個(gè)最低，求平均”的方法，獲取式（2）中的平均相對(duì)影響權(quán)重矩陣。

表2 相對(duì)影響權(quán)重賦值表

Tab.2 Relative Influence Weight Assignment Table

對(duì)應(yīng)值表述具體說(shuō)明 0.5同等重要因子A與因子B相比，相對(duì)于父節(jié)點(diǎn)一樣重要 0.6輕微重要因子A相對(duì)于父節(jié)點(diǎn)的重要性比B略高 0.7明顯重要因子A相對(duì)于父節(jié)點(diǎn)的重要性比B明顯高 0.8很重要因子A相對(duì)于父節(jié)點(diǎn)的重要性比B高很多 0.9極度重要因子A相對(duì)于父節(jié)點(diǎn)極度重要，比B高出非常多 0.1~0.4與之相反因子A相對(duì)于父節(jié)點(diǎn)的重要性與B的加和為1

在完成故障之間的相對(duì)影響權(quán)重賦值后，每個(gè)故障對(duì)系統(tǒng)效能的影響權(quán)重可以表示為

則故障相對(duì)于系統(tǒng)效能對(duì)應(yīng)的模糊權(quán)重計(jì)算公式如下：

利用聯(lián)乘公式，可求得葉子因素相對(duì)于系統(tǒng)的權(quán)重系數(shù)，并最終獲取綜合安全性、可靠性評(píng)估結(jié)果。

3.2.3 故障注入測(cè)試效果對(duì)比

將基于模糊深度學(xué)習(xí)的故障診斷與效能評(píng)估方法與傳統(tǒng)單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合方法進(jìn)行對(duì)此，以對(duì)本方法效果進(jìn)行驗(yàn)證?；谀硨?dǎo)彈武器電氣系統(tǒng)原理樣機(jī)，在系統(tǒng)測(cè)試中注入特定故障數(shù)據(jù)，依據(jù)采集到的IBIT數(shù)據(jù)給出分析結(jié)果，并邀請(qǐng)專(zhuān)家對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的效能結(jié)果進(jìn)行評(píng)分，分別與2種方法的擬合效果進(jìn)行對(duì)比，最終的測(cè)試對(duì)比結(jié)果如圖5、圖6所示。由圖5、圖6可得，單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法結(jié)果與真實(shí)結(jié)果的絕對(duì)值誤差和為165分，本文提出的基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法效果與真實(shí)結(jié)果的絕對(duì)值誤差和為74分，準(zhǔn)確度相比較單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法提升55.2%。綜上，本文提出的基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的有效性和高效性得以驗(yàn)證。

圖5 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的效能評(píng)估結(jié)果

圖6 基于單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的系統(tǒng)效能評(píng)估結(jié)果

4 結(jié) 論

本文提出一種具有故障自隔離能力的導(dǎo)彈武器IBIT系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理方法，對(duì)導(dǎo)彈武器IBIT系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、工作流程進(jìn)行了分析說(shuō)明，給出了IBIT系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的門(mén)限設(shè)計(jì)方法，介紹了常用歷史數(shù)據(jù)深度分析方法，并提出一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)故障診斷方法，經(jīng)故障注入測(cè)試對(duì)比，該方法較傳統(tǒng)方法具有更高的準(zhǔn)確度。本系統(tǒng)的應(yīng)用前提是電氣系統(tǒng)各設(shè)備研制之前，依據(jù)統(tǒng)一的IBIT系統(tǒng)嵌入要求開(kāi)展方案設(shè)計(jì)，由于導(dǎo)彈武器設(shè)備具有低故障率的特點(diǎn)，本系統(tǒng)適用于大批量研制的型號(hào)項(xiàng)目，以開(kāi)展監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的橫向、縱向綜合對(duì)比分析，使用多樣本得到的數(shù)據(jù)分析結(jié)果作為單樣本的故障監(jiān)測(cè)依據(jù)?；谕ㄟ^(guò)本系統(tǒng)得出的導(dǎo)彈武器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果可進(jìn)一步用于導(dǎo)彈武器健康狀態(tài)識(shí)別與壽命預(yù)測(cè)，為導(dǎo)彈武器智能化發(fā)展提供策略支撐。

[1] 史若沖, 等. 彈載設(shè)備結(jié)構(gòu)電氣一體化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[J]. 導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù), 2018(2): 20-24.

Shi Ruochong, et al. Structural/electrical integrated design and verification of missile-born equipment[J]. Missiles and Space Vehicles, 2018(2): 20-24.

[2] 陳天斌, 等. BIT智能設(shè)計(jì)技術(shù)在某導(dǎo)彈通用檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 2010, 18(10): 2323-2325.

Chen Tianbin, et al. Application of BIT intelligent design technology in universal testing systeem for missile[J]. Computer Measurement & Control, 2010, 18(10): 2323-2325.

[3] 王少萍. 大型飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)預(yù)測(cè)與健康管理關(guān)鍵技術(shù)[J]. 航空學(xué)報(bào), 2014, 35(6): 1459-1472.

Wang Shaoping. Prognostics and health management key technology of aircraft airbrone system[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2014, 35(6): 1459-1472.

[4] 文成林, 等. 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的微小故障診斷方法綜述[J]. 自動(dòng)化學(xué)報(bào), 2016, 42(9): 1285-1299.

Wen Chenglin, et al. A review of data driven-based incipient fault diagnosis[J]. Acta Automatica Sinica, 2016, 42(9): 1285-1299.

[5] 尹茂君. 運(yùn)載火箭故障診斷系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 成都: 電子科技大學(xué), 2011.

Yin Maojun. Research and implementation of fault diagnosis system for launch vehicle[D]. Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China, 2011.

[6] 謝敏, 樓鑫, 羅芊. 航天器故障診斷技術(shù)綜述及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 軟件, 2016, 37(7): 70-74.

Xie Min, Lou Xin, Luo Qian. Reviewed and developing trend of spacecraft fault diagnosis technology[J]. Computer Engineering & Software, 2016, 37(7): 70-74.

[7] 雷寧, 等. 基于 AHP 和模糊綜合評(píng)價(jià)法的裝備維修保障效能評(píng)估[J]. 兵工自動(dòng)化, 2019(10): 17.

Lei Ning, et al. Effectiveness evaluation of equipment maintenance support based on AHP and fuzzy comprehensive evaluation method[J]. Ordnance Industry Automation, 2019(10): 17.

[8] 張南, 等. 基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的某型布雷裝備系統(tǒng)效能評(píng)估[J]. 兵器裝備工程學(xué)報(bào), 2017, 38(8): 25-31.

Zhang Nan, et al. System effectiveness evaluation of a type mining equipment based on the fuzzy comprehensive evaluation method[J]. Journal of Ordnance Equipment Engineering, 2017, 38(8): 25-31.

A Method of Missile IBIT System Design and Data Processing

Wang Zhi-hong, Li Xue-si, Li Suo-lan, Chen Jun-jie, Chang Xin-yue

(China Academy of Launch Vehicle Technology, Beijing, 100076)

In order to solve the problem of fault monitoring brought about by the highly integrated open-architecture electrical system of missile weapon, a method of monitoring system based on independent self-test is proposed. This method applies the design ideas of in-machine testing, and designs independent monitoring functions and processes, and a fault recognition method based on fuzzy deep learning is proposed. After fault injection testing, the data diagnosis method based on fuzzy deep learning has a high accuracy of fault recognition. The missile weapon independent self-monitoring system improves the testability of missile weapons without the additional constraints of electrical equipment.

independent built in test; missile; system design; data processing

1004-7182(2020)03-0027-05

10.7654/j.issn.1004-7182.20200306

TJ760.6

A

王志紅（1990-），男，工程師，主要研究方向?yàn)殡姎庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)。

李學(xué)思（1992-），男，工程師，主要研究方向?yàn)槿斯ぶ悄堋?/p>

李鎖蘭（1991-），男，工程師，主要研究方向?yàn)殡姎猱a(chǎn)品設(shè)計(jì)。

陳俊杰（1987-），男，工程師，主要研究方向?yàn)殡姎庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)。

常新月（1980-），女，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殡姎猱a(chǎn)品設(shè)計(jì)。

2020-04-13；

2020-04-28