童大鵬，周靖宇，黃澤貴

(1.中國(guó)西南電子技術(shù)研究所，成都 610036；2.中國(guó)人民解放軍93147部隊(duì)，成都 610036)

0 引 言

航空設(shè)備保障體系的建設(shè)一是要求平時(shí)設(shè)備完好性高，需要配套隨機(jī)檢測(cè)設(shè)備與主功能設(shè)備相匹配，實(shí)現(xiàn)多種功能相關(guān)能力指標(biāo)的檢測(cè)；二是要求使用時(shí)出動(dòng)能力強(qiáng)，需要檢測(cè)流程簡(jiǎn)潔高效，故障診斷精確。然而，航空機(jī)載通信導(dǎo)航識(shí)別(Communication,Navigation and Identification，CNI)系統(tǒng)由于其綜合化能力的不斷提升，導(dǎo)致其外場(chǎng)檢測(cè)難的問(wèn)題越發(fā)突出。根據(jù)當(dāng)前航空機(jī)載CNI系統(tǒng)的外場(chǎng)應(yīng)用與保障情況可知，當(dāng)前航空機(jī)載CNI系統(tǒng)故障多需要人工排查、串件維修，外場(chǎng)排故時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致了航空設(shè)備多處于待修裝備，使用效率較低；同時(shí)，大量航空機(jī)載CNI系統(tǒng)的故障需要通過(guò)定檢、特檢的排查方式，大量預(yù)防性維修工作的引入，定檢狀態(tài)時(shí)間長(zhǎng)也導(dǎo)致了航空設(shè)備的應(yīng)用低效[1]。

近年來(lái)，航空機(jī)載CNI系統(tǒng)主要采用的是上電維護(hù)自檢測(cè)試與地面保障設(shè)備對(duì)通測(cè)試的方式進(jìn)行檢測(cè)排故，這種方式存在以下問(wèn)題：一是機(jī)載測(cè)試覆蓋率不足，設(shè)計(jì)機(jī)理限制必然需要地面保障設(shè)備；二是離位測(cè)試不能準(zhǔn)確反映航空機(jī)載CNI系統(tǒng)的實(shí)際整體功能性能狀態(tài)[2]；三是對(duì)通測(cè)試無(wú)法應(yīng)對(duì)性能下降類(lèi)故障，與現(xiàn)有機(jī)載測(cè)試存在能力沖突。

為了解決上述問(wèn)題，有必要實(shí)現(xiàn)針對(duì)航空機(jī)載CNI系統(tǒng)的原位、性能參數(shù)測(cè)試能力強(qiáng)、整機(jī)檢測(cè)能力強(qiáng)、具備與機(jī)載測(cè)試協(xié)同故障診斷的檢測(cè)技術(shù)。基于此，本文提出了一種機(jī)載CNI系統(tǒng)外場(chǎng)原位性能檢測(cè)技術(shù)，在不改變或拆卸被測(cè)對(duì)象原來(lái)的安裝或裝配位置的前提下，在原系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航空機(jī)載CNI系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、功能性能參數(shù)測(cè)試以及故障診斷的能力提升等。

1 機(jī)載CNI系統(tǒng)原位性能檢測(cè)架構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)載CNI系統(tǒng)外場(chǎng)原位性能檢測(cè)技術(shù)主要以綜合化、可重構(gòu)、模塊化CNI系統(tǒng)[3-6]為檢測(cè)對(duì)象。

為了設(shè)計(jì)滿(mǎn)足機(jī)載CNI系統(tǒng)鏈路特點(diǎn)需求的地面檢測(cè)設(shè)備，本文在在綜合檢測(cè)設(shè)備之前架構(gòu)的基礎(chǔ)上[7-8]，按照終端-通信控制-測(cè)試激勵(lì)的構(gòu)建思路對(duì)其進(jìn)行資源整合，提出一種改進(jìn)的機(jī)載CNI系統(tǒng)原位性能檢測(cè)架構(gòu)。該架構(gòu)相比之前綜合檢測(cè)設(shè)備架構(gòu)[8]，在實(shí)現(xiàn)對(duì)通測(cè)、射頻信號(hào)性能等傳統(tǒng)測(cè)試能力基礎(chǔ)上[9]，測(cè)試資源調(diào)度更加合理，可以更好地融入性能測(cè)試方法、調(diào)用與調(diào)度資源，還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)載CNI系統(tǒng)的硬件資源環(huán)路完整性檢測(cè)與外場(chǎng)無(wú)線(xiàn)性能測(cè)試，打破傳統(tǒng)連接限制。

如圖1所示，改進(jìn)的原位性能檢測(cè)技術(shù)主要由手持終端、激勵(lì)主機(jī)和通信管理單元三個(gè)部分組成。

圖1 改進(jìn)的原位性能檢測(cè)架構(gòu)圖

(1)手持終端

手持終端作為整個(gè)架構(gòu)的控制和顯示終端，其組成包括供電、數(shù)字信號(hào)處理、射頻信道與天線(xiàn)、顯控、無(wú)線(xiàn)數(shù)傳、接口與外設(shè),主要功能包括CNI的對(duì)通測(cè)試功能、無(wú)線(xiàn)控制功能、人機(jī)交互功能和擴(kuò)展功能。

(2)激勵(lì)主機(jī)

激勵(lì)主機(jī)是整個(gè)架構(gòu)的測(cè)試信號(hào)激勵(lì)產(chǎn)生前端，其組成主要包括供電、綜合數(shù)字信道化模塊、射頻前端、聲碼話(huà)等，主要功能包括產(chǎn)生與被測(cè)設(shè)備對(duì)通所需的各功能傳感器激勵(lì)信號(hào)、支撐無(wú)線(xiàn)性能檢測(cè)、響應(yīng)手持終端控制命令及傳感器參數(shù)。

(3)通信管理單元

通信管理單元是整個(gè)架構(gòu)的資源配置調(diào)度單元，其組成包括供電、處理器、接口、數(shù)傳、顯控、存儲(chǔ)等。主要功能包括：作為手持終端與被測(cè)設(shè)備的信息交互通路，完成對(duì)被測(cè)設(shè)備的狀態(tài)控制、參數(shù)配置和傳感器數(shù)據(jù)下載等功能；實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)設(shè)備的故障診斷及定位，將模塊故障信息送至主機(jī)進(jìn)行顯示。

本文提出的改進(jìn)原位檢測(cè)技術(shù)對(duì)機(jī)載CNI系統(tǒng)執(zhí)行原位性能檢測(cè)，主要流程如下：

Step1 檢測(cè)配置。手持終端通過(guò)以太網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)數(shù)傳實(shí)現(xiàn)對(duì)激勵(lì)主機(jī)的參數(shù)配置和狀態(tài)控制。

Step2 測(cè)試激勵(lì)。激勵(lì)主機(jī)在手持終端的控制下，內(nèi)部各模塊通過(guò)軟件配置的方式，加載主機(jī)內(nèi)相應(yīng)激勵(lì)功能的處理線(xiàn)程，并產(chǎn)生相應(yīng)的射頻激勵(lì)信號(hào)，通過(guò)天線(xiàn)與被測(cè)系統(tǒng)待測(cè)功能信號(hào)進(jìn)行空間輻射檢測(cè)。

Step3 被測(cè)系統(tǒng)接管。通信管理單元受手持終端的控制，通過(guò)維護(hù)總線(xiàn)搜集被測(cè)系統(tǒng)機(jī)載測(cè)試信息并接管被測(cè)系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度工作，配置被測(cè)系統(tǒng)工作于待測(cè)模式狀態(tài)，并完成對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的故障診斷和定位，將診斷結(jié)果通過(guò)以太網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)數(shù)傳反饋至手持終端。

Step4 測(cè)試接收。激勵(lì)主機(jī)將天線(xiàn)接收到的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行射頻信號(hào)處理和數(shù)字信號(hào)處理等，并將處理后的測(cè)試結(jié)果通過(guò)以太網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)數(shù)傳反饋至手持終端。

Step5 結(jié)果顯示。手持終端將測(cè)試結(jié)果、診斷結(jié)果經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后顯示出來(lái)。

2 結(jié)合鏈路特點(diǎn)的原位性能高效測(cè)試技術(shù)

2.1 原位性能檢測(cè)架構(gòu)音頻信號(hào)測(cè)試技術(shù)

航空機(jī)載CNI系統(tǒng)通信功能中，話(huà)音通信是外場(chǎng)檢測(cè)的難點(diǎn)，長(zhǎng)期依賴(lài)于人員對(duì)于通話(huà)話(huà)音的人為判斷作對(duì)通測(cè)試，效率與精度均無(wú)法保障。本文提出一種原位性能檢測(cè)架構(gòu)音頻信號(hào)測(cè)試技術(shù)，原理上是對(duì)接收的基帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后得到的音頻信號(hào)進(jìn)行分析，通過(guò)失真度和信納比等典型參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行判斷；技術(shù)上結(jié)合本文提出的原位性能檢測(cè)架構(gòu)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，完成高效精準(zhǔn)的音頻信號(hào)測(cè)試分析，支撐機(jī)載航空CNI系統(tǒng)性能測(cè)試。

2.1.1 音頻信號(hào)分析原理

通過(guò)架構(gòu)檢測(cè)設(shè)備，輸出測(cè)試模擬音頻(1 kHz、1 V (RMS))作為激勵(lì)源，由CNI話(huà)筒接收后，經(jīng)被測(cè)對(duì)象內(nèi)部處理由天線(xiàn)發(fā)出；檢測(cè)設(shè)備收到反饋的射頻信號(hào)，經(jīng)處理并應(yīng)用失真度與信納比解算公式，即可解算出音頻幅度、信噪比及失真度并上報(bào)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)“人聽(tīng)”或音頻分析儀分析方法。

(1)失真度分析原理

失真度的定義：全部的諧波能量與基波能量之比的平方根值。在工程中主要考慮前5次諧波。如果輸入的音頻信號(hào)為

Vin(t)=u·cos(ωmt)=u·cos(2πfmt)，

(1)

該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器后得到的信號(hào)為

Vout(t)=K+u1·cos(ωmt)+u2·cos(ωmt)+…=

(2)

因此，失真度可表示為

(3)

(2)信納比分析原理

信納比的定義是帶內(nèi)的總功率與噪聲和失真功率的比值，即

(4)

式中：N為噪聲功率，D為信號(hào)的畸變功率。

由于設(shè)備頻率源器件物理特性的影響，頻率源存在頻率漂移，導(dǎo)致收發(fā)端載波存在頻差，需進(jìn)一步分析載波頻差對(duì)信號(hào)解調(diào)的影響。

檢測(cè)設(shè)備話(huà)音通信采用多種常規(guī)及擴(kuò)頻通信方式，常規(guī)調(diào)制通常采用幅度調(diào)制。對(duì)于調(diào)幅信號(hào)，采用包絡(luò)檢波法來(lái)恢復(fù)信號(hào)。由于包絡(luò)檢波屬于非相干解調(diào)，因此不需要相干載波，對(duì)載波頻差不敏感。由于檢測(cè)設(shè)備的晶振頻率準(zhǔn)確度小于等于1×10-7，400 MHz(最大通信頻率)的最大頻差為40 Hz，不會(huì)對(duì)恢復(fù)單音信號(hào)造成影響。

擴(kuò)頻通信方式中，首先要用偽隨機(jī)碼對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，由于載波頻差的存在，會(huì)影響偽隨機(jī)碼的同步，因此在數(shù)字信號(hào)處理過(guò)程中，對(duì)接收信號(hào)經(jīng)數(shù)字正交下變頻后形成包括頻差的I路和Q路信號(hào)，兩者相乘去掉偽隨機(jī)碼的調(diào)制，得到有近似兩倍載波頻差的信號(hào)。由于單音信號(hào)是窄帶信號(hào)，經(jīng)快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform,FFT)變換后其功率譜會(huì)出現(xiàn)明顯的譜峰，由于系統(tǒng)頻差一般在零頻附近，經(jīng)FFT變換后會(huì)在第N/2點(diǎn)兩側(cè)出現(xiàn)的譜峰，所以根據(jù)任一側(cè)的譜峰與中心點(diǎn)的相對(duì)位置估算出載波頻差，然后輸出頻率控制字信號(hào)改變數(shù)字下變頻器件的頻率來(lái)調(diào)整本地載波，使檢測(cè)設(shè)備頻差始終控制在很小的范圍之內(nèi),從而能消除收發(fā)載波頻差對(duì)偽隨機(jī)碼同步的影響，因此能正確解調(diào)收到的數(shù)據(jù)信息，獲取1 kHz的數(shù)字話(huà)音，為后端判斷性能下降提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)來(lái)源。

2.1.2 音頻信號(hào)分析測(cè)試

通過(guò)對(duì)上述失真度與信納比公式的應(yīng)用，編制軟件內(nèi)置于原位性能檢測(cè)架構(gòu)激勵(lì)主機(jī)中，配合鏈路檢測(cè)中的功能控制、信號(hào)傳輸采集與分析計(jì)算，完成機(jī)載航空通信性能測(cè)試中關(guān)鍵的音頻信號(hào)分析測(cè)試。根據(jù)收發(fā)功能鏈路的不同，分解為發(fā)測(cè)試與收測(cè)試，如圖2所示。

圖2 機(jī)載航空通信音頻信號(hào)的發(fā)/收測(cè)試技術(shù)示意圖

2.2 原位性能檢測(cè)架構(gòu)靈敏度分析測(cè)試技術(shù)

2.2.1 靈敏度分析原理

考慮功能完整性的靈敏度測(cè)試，就是以能否在最小信號(hào)狀態(tài)下激活滿(mǎn)足功能要求的信號(hào)。測(cè)試時(shí)，由于傳輸為空間條件，在考慮測(cè)試信號(hào)與被測(cè)對(duì)象位置、方位與測(cè)試電磁環(huán)境固定的情況下，還需要考慮發(fā)射端的衰減、天線(xiàn)的增益、空間的衰減等因素?，F(xiàn)有測(cè)試靈敏度公式如下：

(5)

考慮無(wú)衰減時(shí)最大的測(cè)試信號(hào)，如下式所示：

Pmax+ΔP+ΔPa-ΔPSa=Pmax-t。

(6)

式中：Pmax為無(wú)衰減時(shí)激勵(lì)主機(jī)的輸出功率，ΔP代表激勵(lì)主機(jī)衰減誤差，ΔPa代表天線(xiàn)增益，ΔPSa代表空間衰減，Pmax-t為接收機(jī)測(cè)試獲得的實(shí)際功率。由于信號(hào)的衰減增益只與信號(hào)的頻率與距離有關(guān)，因此，在不改變頻率、位置的情況下，式(5)和式(6)中衰減與增益相等，而激勵(lì)主機(jī)無(wú)衰減時(shí)的正常輸出功率Pmax已知，因此可得ΔP+ΔPa-ΔPSa。通過(guò)改變功能信號(hào)的頻率，根據(jù)式(6)可以獲得所有頻率的校準(zhǔn)頻率為ΔP(f)。

考慮在實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)上，由于天線(xiàn)和激勵(lì)源要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的增長(zhǎng)步進(jìn)功率，成本較高且保證精度技術(shù)較難，因此本文提出通過(guò)靈敏度的計(jì)算將初始激勵(lì)信號(hào)功率Pmin與增長(zhǎng)的步進(jìn)功率N·ΔPstep的和等價(jià)為無(wú)衰減時(shí)的正常輸出功率Pmax與等價(jià)衰減設(shè)置功率ΔPstep=的差，根據(jù)上面得到的所有頻率的校準(zhǔn)頻率為ΔP(f)，通過(guò)標(biāo)定得到系統(tǒng)此時(shí)對(duì)應(yīng)f下正常工作的最小功率為

(7)

2.2.2 靈敏度分析測(cè)試

本文提出的靈敏度分析測(cè)試技術(shù)方法內(nèi)置于原位性能檢測(cè)架構(gòu)手持終端中，配合鏈路檢測(cè)中的功能波形控制、被測(cè)對(duì)象控制配置，完成機(jī)載航空CNI系統(tǒng)靈敏度測(cè)試，如圖3所示。在實(shí)際操作中，需借助激光測(cè)距標(biāo)定位置，同時(shí)盡量保證電磁環(huán)境的一致性。

圖3 機(jī)載航空CNI系統(tǒng)靈敏度測(cè)試技術(shù)示意圖

2.3 原位性能檢測(cè)架構(gòu)頻譜分析測(cè)試技術(shù)

2.3.1 頻譜分析原理

頻譜分析的實(shí)質(zhì)是測(cè)量信號(hào)的譜密度。工程中，機(jī)載航空設(shè)備的外場(chǎng)檢測(cè)考慮在20 MHz頻段內(nèi)只能取幾個(gè)值，此時(shí)需要進(jìn)行掃描，用掃描獲得信號(hào)的頻譜基本原理是一個(gè)寬帶信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)濾波器組，如圖4所示，可以獲得不同的頻率點(diǎn)上的平均譜密度，并進(jìn)行插值。

圖4 濾波器組示意圖

設(shè)第n個(gè)濾波器的帶寬為B，中心頻率為nf0，系統(tǒng)的沖激響應(yīng)為{h(g)}，則用濾波器濾波后得到信號(hào)為y(k)，濾波后信號(hào)功率為

(8)

得到該頻率中心的譜密度為

(9)

本文頻譜分析采用濾波器按照頻率步進(jìn)改變數(shù)字振蕩器頻率的方法，從而獲得每一中心頻點(diǎn)的頻譜值，通過(guò)拼接獲得全部頻譜。在測(cè)試中，通過(guò)控制要素包括增益模式、增益值、起始與終止頻率、混頻頻率、抽取值等，優(yōu)化提升頻譜分析精度。

2.3.2 頻譜分析測(cè)試

本文頻譜分析技術(shù)方法內(nèi)置于原位性能檢測(cè)架構(gòu)手持終端中，與靈敏度分析測(cè)試相類(lèi)似，這里不再贅述。

具體步驟：第一步，測(cè)試準(zhǔn)備，與靈敏度分析采用類(lèi)似校準(zhǔn)方法與準(zhǔn)備與配置；第二步，測(cè)試執(zhí)行，記錄檢測(cè)設(shè)備測(cè)量的機(jī)載發(fā)射功率，采用靈敏度分析中類(lèi)似的計(jì)算方法解算出當(dāng)前頻率功率。

3 基于診斷樹(shù)的復(fù)合推理機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)

基于原位性能檢測(cè)架構(gòu)，考慮被測(cè)航空機(jī)載CNI系統(tǒng)特點(diǎn)，需要實(shí)現(xiàn)地面檢測(cè)與機(jī)載測(cè)試協(xié)同的自動(dòng)測(cè)試技術(shù)。為此，本文參考IEEE1232的診斷樹(shù)推理機(jī)設(shè)計(jì)[8,10]，提出一種基于診斷樹(shù)的復(fù)合推理機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)。

如圖5所示，在檢測(cè)設(shè)備中對(duì)于不同的功能故障內(nèi)置多個(gè)診斷樹(shù)，診斷樹(shù)中每個(gè)測(cè)試步驟以測(cè)試ID為區(qū)分，根據(jù)不同的測(cè)試類(lèi)別設(shè)置了ID區(qū)間，包括機(jī)載測(cè)試、檢測(cè)儀測(cè)試和協(xié)同測(cè)試，其中機(jī)載測(cè)試主要是BIT測(cè)試，檢測(cè)儀測(cè)試包括對(duì)通測(cè)試和性能測(cè)試，協(xié)同測(cè)試以串件測(cè)試、線(xiàn)纜測(cè)試為主。執(zhí)行過(guò)程中，通過(guò)識(shí)別ID調(diào)用推理機(jī)，驅(qū)動(dòng)自動(dòng)測(cè)試，通過(guò)測(cè)試結(jié)果反饋診斷樹(shù)進(jìn)行結(jié)果判斷，完成每個(gè)診斷樹(shù)的故障檢測(cè)隔離，直至完成全部功能樹(shù)的故障檢測(cè)隔離。

圖5 基于診斷樹(shù)的復(fù)合式推理機(jī)技術(shù)示意圖

4 測(cè)試驗(yàn)證

4.1 本文原位性能檢測(cè)架構(gòu)與高效測(cè)試技術(shù)測(cè)試驗(yàn)證

為驗(yàn)證本文所提出的原位性能檢測(cè)架構(gòu)與測(cè)試方法，分別選擇本文原位性能檢測(cè)架構(gòu)測(cè)試方法、高精度測(cè)試儀器測(cè)試方法，以及傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備測(cè)試方法[8]進(jìn)行比對(duì)，對(duì)某型航空CNI系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)測(cè)。

如圖6所示，針對(duì)音頻分析進(jìn)行實(shí)測(cè)，與理論指標(biāo)要求進(jìn)行比對(duì)。由圖6可知,本文采用的測(cè)試方法完全符合指標(biāo)要求?？紤]到CNI系統(tǒng)外場(chǎng)測(cè)試中，對(duì)于音頻分析的傳統(tǒng)測(cè)試主要依賴(lài)人工檢測(cè)，或者依賴(lài)音頻分析儀分析測(cè)試，傳統(tǒng)外場(chǎng)檢測(cè)儀中不具備可量化的音頻分析測(cè)試能力，因此圖6中試驗(yàn)驗(yàn)證了本文方法中檢測(cè)設(shè)備具備該能力，與其他方法不作對(duì)比。

圖6 通信功能音頻分析實(shí)測(cè)比對(duì)

在測(cè)試中針對(duì)通信、導(dǎo)航、識(shí)別三種功能根據(jù)對(duì)象測(cè)試要求，改變其工作模式、資源、參數(shù)等配置，分別進(jìn)行頻譜分析和靈敏度分析測(cè)試，將實(shí)測(cè)后的數(shù)據(jù)采用歸一化方法進(jìn)行比對(duì)，如圖7所示。通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的歸一化偏差可以看出，對(duì)比相同情況下采用相同的高精度測(cè)試儀器，本文提出的新架構(gòu)下的檢測(cè)設(shè)備及測(cè)試方法在CNI功能測(cè)試中，各種測(cè)試結(jié)果與采用高精度測(cè)試儀器的偏差很?。欢捎脗鹘y(tǒng)架構(gòu)下檢測(cè)設(shè)備與測(cè)試方法的測(cè)試數(shù)據(jù)與采用高精度測(cè)試儀器的偏差較大。主要原因在于本文方法在測(cè)試計(jì)算中增加了不同頻率下空間信號(hào)的測(cè)試校準(zhǔn)因素，從而使得本文檢測(cè)設(shè)備在精度上得到提升，一定程度證明了本文創(chuàng)新架構(gòu)下的檢測(cè)設(shè)備與測(cè)試方法的效果提升。但是考慮測(cè)試過(guò)程中電磁環(huán)境、位置標(biāo)定以及頻率標(biāo)定與實(shí)際測(cè)試頻率的偏差，在試驗(yàn)中本文方法與高精度測(cè)試設(shè)備還存在一定的差異。

圖7 CNI頻譜分析與靈敏度分析實(shí)測(cè)比對(duì)圖

4.2 基于本文復(fù)合推理機(jī)的診斷驗(yàn)證

為驗(yàn)證本文提出的復(fù)合推理機(jī)的自動(dòng)化程度提升，選用CNI中某功能，在電源模塊2中通過(guò)故障注入進(jìn)行仿真測(cè)試。如圖8所示，顯示界面自動(dòng)完成整個(gè)測(cè)試流程，根據(jù)診斷流程在測(cè)試前期就準(zhǔn)確定位到電源模塊2故障，同時(shí)給出診斷結(jié)果與操作建議形成協(xié)同驅(qū)動(dòng)。

圖8 CNI故障注入仿真試驗(yàn)顯示

為驗(yàn)證本文提出的復(fù)合推理機(jī)的診斷能力提升，對(duì)某型航空CNI系統(tǒng)選取了16種故障機(jī)載測(cè)試無(wú)法覆蓋的故障模式，其中每種故障模式平均關(guān)聯(lián)的下級(jí)故障數(shù)位4.81，模糊度在4～9之間，分別采用傳統(tǒng)檢測(cè)儀測(cè)試判斷[8]和內(nèi)置本文推理機(jī)的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表1所示。

表1 本文復(fù)合推理機(jī)的診斷驗(yàn)證表

由表1可知，采用傳統(tǒng)檢測(cè)儀測(cè)試可以解決部分機(jī)載測(cè)試不能診斷的故障，在本文選擇的樣本中，可以覆蓋9種，而采用本文推理機(jī)檢測(cè)設(shè)備可以覆蓋全部16種故障。主要原因是文獻(xiàn)[8]方法中沒(méi)有采用本文的性能測(cè)試方法，在音頻分析上不具備可量化的性能測(cè)試能力；在靈敏度與頻譜分析測(cè)試方面，由于沒(méi)有引入本文的校準(zhǔn)方法，測(cè)試精度不足，這些都影響了性能相關(guān)故障的檢測(cè)精度。而本文方法增加了音頻分析的量化分析能力，同時(shí)提升了靈敏度與頻譜分析測(cè)試精度，一定程度上提升了與性能相關(guān)的靈敏度和頻譜分析測(cè)試能力，而本實(shí)驗(yàn)中選擇的故障模式均為機(jī)載測(cè)試無(wú)法覆蓋的故障模式，多數(shù)屬于“性能下降”類(lèi)故障模式，因此驗(yàn)證了本文所提方法的診斷能力得到了提升。

設(shè)定能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化表中用勾表示，完全依賴(lài)人工則為空，能通過(guò)提示、交互配合人工實(shí)現(xiàn)的設(shè)定為半自動(dòng)化，用半勾表示。對(duì)于這16種故障分析診斷流程的自動(dòng)化程度，傳統(tǒng)檢測(cè)儀測(cè)試判斷，在支持傳統(tǒng)推理機(jī)的基礎(chǔ)上，在外場(chǎng)檢測(cè)和診斷方面可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是由于推理機(jī)能力的限制，在機(jī)載測(cè)試和串件方面無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；而本文推理機(jī)檢測(cè)設(shè)備由于推理機(jī)的復(fù)合能力，在機(jī)載測(cè)試可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是在串件方面僅可以實(shí)現(xiàn)交互式提示與驗(yàn)證，無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。該試驗(yàn)可以證明，本文復(fù)合推理機(jī)診斷驗(yàn)證在診斷能力和診斷自動(dòng)化程度上效果均提升明顯。

5 結(jié) 論

針對(duì)機(jī)載CNI系統(tǒng)外場(chǎng)檢測(cè)廣泛存在的檢測(cè)覆蓋率低、性能測(cè)試能力不足、測(cè)試診斷效率低等問(wèn)題，改進(jìn)了一種面向機(jī)載CNI系統(tǒng)外場(chǎng)性能原位檢測(cè)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種基于診斷樹(shù)的復(fù)合推理機(jī)，提升了外場(chǎng)檢測(cè)的自動(dòng)化測(cè)試程度。外場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證了本文所提技術(shù)的有效性。