雷達(dá)故障檢測應(yīng)用設(shè)計

圖6 故障檢測專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

根據(jù)某雷達(dá)的整體功能模塊的不同，方案將各個功能模塊劃分為若干檢測子系統(tǒng)，利用CAN總線技術(shù)構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個子系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)上的一個CAN智能節(jié)點，每個節(jié)點檢測該模塊中待檢測設(shè)備的運行狀況，并將檢測結(jié)果通過CAN總線發(fā)送給故障檢測專家系統(tǒng)。故障檢測專家系統(tǒng)運行在上位機(jī)上，對下位機(jī)發(fā)送檢測命令，下位機(jī)檢測預(yù)留在各子系統(tǒng)的測試點，把測試的各種數(shù)據(jù)，如電壓、各種開關(guān)量等，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，發(fā)送故障檢測專家系統(tǒng)；同時，專家系統(tǒng)根據(jù)檢測信息和各模塊發(fā)送的自檢信息，給出結(jié)論后存儲并進(jìn)行顯示，檢測員可通過查詢主機(jī)快速、及時對狀態(tài)和故障情況判斷（見圖7）。

圖7 雷達(dá)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

故障檢測專家系統(tǒng)在上位機(jī)（軍用計算機(jī)）上運行，操作系統(tǒng)采用Windows XP，采用VC++6.0編寫故障檢測專家系統(tǒng)和通信模塊。下位機(jī)采用嵌入式計算機(jī)PC104，通過CAN總線負(fù)責(zé)對整個雷達(dá)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，包括電源電壓等的模擬信號，各種開關(guān)量信號等。經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，再通過RS-232串行接口將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)，下位機(jī)的通信程序采用C語言編寫。各個模塊的自檢信息，專家系統(tǒng)可以直接通過CAN總線獲取。

此系統(tǒng)采用CAN2.0B的數(shù)據(jù)幀，有29位標(biāo)志符，占4字節(jié)的長度。定義見表1。

優(yōu)先級是CAN數(shù)據(jù)包優(yōu)先級，占3位，總共有8個優(yōu)先級。PF為數(shù)據(jù)類型代碼，占8位。PS/DA為數(shù)據(jù)類型擴(kuò)展碼或目標(biāo)地址，占8位。當(dāng)PF值小于240（0xF0）時，PS/DA位填寫目標(biāo)地址DA；當(dāng)PF值不小于240時，PS/DA位填寫數(shù)據(jù)類型擴(kuò)展碼PS。SA為發(fā)送節(jié)點的CAN總線地址，占8位。保留位固定填寫0。幀ID中PF、PS、DA的值分別取自在CAN數(shù)據(jù)包中PF、PS、DA的值。

本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用雙CAN總線，每個線路最多可連接110個智能節(jié)點，CAN總線傳輸速率設(shè)定為250kb/s，對應(yīng)的位時間為4μs，網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點必須設(shè)置為相同值。節(jié)點數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)送數(shù)據(jù)以CAN1總線為主，CAN2總線為輔。當(dāng)CAN1總線擁堵的情況下，CAN2總線啟動，如果發(fā)送控制器在5ms內(nèi)仍未完成總線發(fā)送，則須取消未完成的發(fā)送，以免影響總線上其他智能節(jié)點的工作。接收數(shù)據(jù)通過CAN1總線、CAN2總線分別接收，并分別送給應(yīng)用程序處理。

CAN總線智能節(jié)點的軟件設(shè)計主要包括：CAN節(jié)點初始化、報文發(fā)送和報文接受。通過DLL提供API應(yīng)用層接口編程。

實例應(yīng)用
某雷達(dá)的天饋系統(tǒng)，由天線、天線座、饋線系統(tǒng)、倒伏機(jī)構(gòu)等部件組成。專家系統(tǒng)發(fā)送自檢命令給天饋系統(tǒng)，系統(tǒng)對自身的各個部件進(jìn)行自檢，自檢結(jié)果通過CAN總線發(fā)回專家系統(tǒng)，其格式見表2。

數(shù)據(jù)格式為3字節(jié)，其中，第1字節(jié)為設(shè)備號，是屬于每個功能模塊的唯一編號。第2字節(jié)是該設(shè)備的運行狀態(tài)，其中，0x0F表示正常，0xFF表示故障，所有單體全部正常時上報正常狀態(tài)，任意單體故障則上報故障狀態(tài)。如果是故障狀態(tài)，則第3字節(jié)的8個位，分別代表了各個單體的狀態(tài)，0為故障，1為正常。

專家系統(tǒng)根據(jù)自檢發(fā)回的信息，判斷故障是否為最終故障，如不是則進(jìn)行原理檢測，最后給出檢測結(jié)果。

對于不同設(shè)備的自檢，有著不同的檢測層次，天線座則可以檢測到各單體，給出具體哪個單體故障，如果故障仍然不是很明確，需進(jìn)一步檢測，則可以轉(zhuǎn)到原理檢測，最后檢測到不可分割或可以直接替換的單體。