机载电子设备智能故障诊断

一、机内测试定义

BIT就是指系统、设施内部供应的检测、故障隔离的自动测试力。

BIT的含义是：系统主装备不用外部设施而依靠自身电路和程序就能完成对系统、分系统或设施的功能检查、故障诊断与隔离及性能测试，它是联机检测技术的新进展。机内测试的进展：

国外的BIT技术主要有大型航空公司和军火生产企业发起，最早制定BIT的是美国航空无线电公司，70年月后期美国国防部领先设计了军用装备的BIT设计指南，用于统一各种武器的BIT设计法律规范。1983年美国国防部方法的《系统及设施修理性管理大纲》特殊强调测试性是修理大纲的一个重要组成部分，承认BIT及外部测试不仅对修理性设计特性影响重大，而且影响到武器系统的选购和寿命周期问题。

BIT技术在民机上的应用可分为以下四个阶段：

第一代BIT技术：

以BOCing737, L-IOll, DC-10, A300B 等飞机为代表，为20 世纪60年月末70年月初的产品。在这些飞机设计中提出了快速有效的故障隔离要求，并规定了故障隔离的木匾。这一代飞机模拟式设施居多，其BITE 一般比较简洁，分散。实际使用状况表明，BlT技术能够削减故障隔离时间及航班延误次数。但由于其效率较差，未达到设计要求，BIT名没有像估计的那样牢靠，虚警率较高其次代BIT技术：以Boeing767, A310等飞机为代表，为20世纪70年月末80年月初的产品。这一代民机的设计中分析了Boeing747等飞机的故障隔离问题，干尽了原有BIT技术的设计，通过采纳监控器和故障存储器来解决间歇故障问题，提高了故障检测和隔离精度。

第三代BIT技术

以Boeing747-400, A320等飞机为代表，为20世纪80年月研制而成并应用。这一代民机采纳了集中式故障显示系统（CFDS）来掌握和现实飞机上全部装备BITE的LRU的故障数据，削减了监测系统的简单性，提高了BIT的标准化程度。

第四代BIT技术：

以Boeing777飞机为代表，为20世纪90年月初开头设计并生产。他首次在飞机上建立了机载修理系统，从而解决了长期以来在飞机修理，故障检测、定位、隔离等方面存在的问题。现在已经在BIT技术的基础上进展成为更高一级的飞机健康管理（AHM）系统。

我们国家的BIT技术起步大致从20世纪80年月中后期开头。总体来看，我们国家的BlT理论，技术和应用大致处于美国90年月初期水平，目前国内对BIT的讨论工作主要有相关的讨论所担当，研制主要对象是雷达系统和机载设施。

机内测试技术进展：

L与自动测试装备口渐融合

为削减自动测试装备设施的种类，降低保障费用，自动测试装备正走向通用化和模块化，电子集成程度的提高使得自动测试装备小型化甚至芯片化成为可能；

另一方面BIT的功能更加强大,具有很多自动测试装备所具备的故障检测、隔离和定

位功能。

2.应用领域拓宽

随着传感器技术（如分布式光纤）、智能前端信号采集处理器的进展和中心处理器的小型化、集成化,BIT拓展到简单机电系统状态监测和故障诊断。

3.向综合诊断进展

新型BlT的任务不仅限于检测、诊断,还包含掌握、爱护,具有综合状态监测、简单故障诊断、精确故障定位、反馈掌握、关键部件爱护等多种功能,其结构日渐简单、功能日渐强大,正进展为一个状态监控、故障诊断的综合系统。

4.走向智能化

人工智能技术在BIT中的应用，增加其自适应性和提高抗干扰力量,使其能够处理更为简单的测试问题,提高了实战服役的稳定性。

二、智能机内测试的定义：将包括专家系统、神经网络、模糊理论、信息融合等在内的智能理论应用到BlT的设计、检测、诊断、决策等方面，提高BlT综合效能，从而降低设施全寿命周期费用的理论、技术和方法。它主要包括BlT智能设计，BlT智能检测，BlT智能诊断和BlT智能决策四个方面。

提出缘由：①在使用过程中常规BIT诊断故障力量差、虚警率高、不能隔离间歇故障，达不到系统的原有设计要求，严峻降低了BIT的诊断检测结果的可信度，影响了使用、修理人员对BIT的信任，阻碍T BIT效能的充分发挥和更广泛、更深化的应用。②20世纪80年月后期，神经网络、专家系统等智能理论和方法相继在故障诊断、模式识别、状态监控等领域获得胜利。以上两点，使智能BIT渐渐进展起来。

三、机内测试的虚警定义：

BIT或其他监控电路指示有故障而实际上不存在故障的状况。

BIT虚警一般分两类：1监测对象A有故障，而Brr指示监测对象B有故障，即所谓的错报。美军称为一类虚警。2监测对象无故障，而BIT报警，即所谓的假报。美军称为二类虚警。

四、机内测试的作用

提高诊断力量：具有良好层次设计的BlT可以测试芯片、电路板、系统各级故障，实现故障检测、故障隔离自动化。

简化设施修理：BIT的应用可以大量削减修理资料，通用测试设施、备件补给库库存量、修理人员数量。

降低总体费用：BIT虽然在肯定程度上增加了产品设计难度，但综合试验、修理、检测和提高设施牢靠性来看，能显著降低产品全寿命周期费用。

五、举例阐述常规机内测试技术

环绕BIT技术

环绕技术目前已成为测试微处理器系统的标准方法，被测系统可能是单个微处理机电路板或由很多这类电路板组成的系统。环绕技术要求对微处理机及其输出器件进行测试。

测试开头是需要打算以微处理机为基础的芯片是否可用，这项工作可用硬件余度来完成。微处理机芯片、ROM、RSM检查都通过后，下一步就是检查电路其他部分。为完成此项工作，必需构建一个闭环

系统以便系统微处理机可采用储存在ROM区中的测试矢量激励其它部分的运算电路。该系统中必需包含处理机掌握的选通以便可以循环使用数据。这样所得测试响应通过与输出线有关电路返回，保证微处理机可以将实际测试响应与储存在ROM中的已知正确测试响应相比较。

环绕BIT可应用于数字和模拟器件。图示是用于测试模拟和数字器件的环绕BIT。在常规使用期间，微处理机输出从数字信号变为模拟信号，输入从模拟信号变为数字信号。当BlT启用时，模拟输出被连接到模拟输入，由微处理机进行信号检查。

环绕技术适用于电路板、模块或分系统级。不管电路是单个电路板、模块还是由很多电路板、模块组成的分系统，只要微处理机对肯定数量的电路有影响，该技术就适用。

环绕技术对机内测试或自测试特别有用，目前在工业领域已成为标准方法。

六、机载简单电子系统机内测试实现的方式

工作原理：机载简单电子系统机内测试由具有分层集成式的组织结构的智能BIT实现。系统级BIT智能掌握单元依据测试和修理要求制定全系统测试方案，并将测试命令通过系统级测试和修理总线传到各板级BITo板级BIT智能掌握和信息处理单元接受到测试命令后依据电路板实际状况实行详细测试和诊断策略，并通过板级测试总线启动各单元级BIT o元件测试结束后测试结果由板级测试总线会送至板级BIT,板级BIT智能掌握和信息处理单元综合元件级BlT结果和板级自身的诊断回馈信息，进行浅层次的智能诊断，并将测试和诊断结果向系统级BIT报告。系统级BIT智能综合诊断系统对板级BIT数据进行智能综合诊断，并依据诊断结果给出系统重构、降级使用或更换修理等建议。

七、ARINC604. 624机载测试符合标准波音空客的特点

A320飞机参照ARINC604法律规范，航线修理中，LRU的BIT是由CFDS （中心故障显示系统）以ARINC429格式传输显示的。

B777飞机参照ARINC604法律规范，航线修理中，LRU的BIT是由CMC （中心修理计算机）以ARINC429格式传输显示的。

ARlNC604是机内测试、设计和实施的标准。

ARINC624是飞机机载维护系统标准。

ARINC604内的BlT概述：

飞行中，BIT可检测与监控各LRU中的故障信息，各LRU由其内置的BIT系统监控或同一由中心LRlJ监控系统监控。BlT还可实现对与本系统相关联的系统进行监测并推断故障状况，BIT是一种Powered-up test,从事航线修理的机组更换LRU后，可用BIT对其功能是否恢复进行推断。

CFDS可供应航线系统监控，数据纪录，隔离故障源，关心更换LRU, 在修理中的自测试的功能，其工作过程是由各分系统分别进行BIT, 经由CFDIU （中心故障显示接口组件）传递到CFDU. RFDU,由CFDU 显示BIT结果。

ACARS系统接到地面站询问时，机组按下按钮开头发送信息，包