一种导弹故障预测设备及方法技术

本发明专利技术提供一种新型导弹故障预测设备，可广泛用于航天自动化测控技术领域，该设备主要由PXI测控系统、KVM一体机、打印机、测试电缆、历史故障数据库、导弹故障预测软件等组成。本发明专利技术结合虚拟仪器技术与自动测控技术，与导弹故障诊断软件直接对接。将历次导弹故障诊断结果自动存储进历史数据库中，应用预测算法，对下一次可能的故障部位进行预测，找出最有可能出现故障的部件，从而帮助故障诊断软件快速确定故障范围，避免以往从固定源头开始诊断的诊断模式。有效节约诊断时间，提高测试效率。具有较高的使用价值，并已在多个战术型号导弹测试、故障诊断领域中得到应用。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及航天自动化测控
，具体涉及一种对导弹故障数据进行存储，对历史故障数据自动进行算法分析，并给出结论，最终帮助测试人员快速完成导弹故障诊断的设备及方法。

技术介绍

导弹故障预测软件，主要用于导弹的故障诊断中。每发导弹在出厂前，都必须经过严格的总装测试环节。测试过程中如果某项指标出现异常，则需立刻对弹进行故障诊断。导弹的故障诊断目前拥有专用的设备平台，且有专用的故障诊断软件实现诊断自动化。
然而，由于一项指标出现的问题往往对应弹上多个部件，且各个部件之间往往还有若干对应关系，所以导弹的故障诊断通常包括多个待测子项目，整套故障诊断测试流程一般都需要大量测试时间，对导弹的各个部件无侧重点的进行故障诊断测试，必将消耗大量人力、时间，且效率很低。

技术实现思路

本专利技术解决的问题是现有的导弹故障预测方法效率低；为解决所述问题，本专利技术提供一种导弹故障预测设备及方法。
本专利技术提供的导弹故障预测设备包括:PXI测控系统、KVM一体机、历史故障数据库、测试电缆、导弹故障预测软件;所述历史故障数据库存储历次导弹故障诊断结果;所述导弹故障预测软件根据历史故障数据库预测下次发生故障的部位,并对历史故障数据库实时更新;所述PXI测控系统控制根据预测结果对导弹进行测试，并反馈至导弹故障预测软件,找出故障；所述KVM一体机用于终端操作和显示。
进一步，还包括测试电缆，所述测试电缆用于与待测导弹连接。
进一步，还包括接口适配器和自检装置；所述接口适配器提供连接接口，所述自检装置用于设备自检。
进一步，所述的导弹故障预测软件分为数据库更新调用软件与算法分析预测软件；所述数据库更新调用软件与导弹故障预测软件对接，更新历史故障数据库;算法分析预测软件通过预测算法对历史故障数据库中数据进行分析，对下一次可能的故障部位进行预测。
进一步，所述预测算法包括最小二乘法和指数平滑法。
本专利技术所提供的导弹故障预测设备的预测方法，包括：
步骤一、导弹故障预测软件调动历史故障数据库，预测各种故障发生的机率；
步骤二、发生故障后，根据步骤一中的预测结果，PXI测控系统针对机率高的故障开始测试，找出故障。
本专利技术的优点包括：
本专利技术结合虚拟仪器技术、自动测控技术及预测、库存管理技术，对测试项目进行采集分析、故障诊断，将故障诊断的最新结果自动存储在历史故障数据库中。通过该数据库表中的数据，便可利用预测算法，如时间序列分析预测法中的指数平滑法及最小二乘法等算法，对历史故障数据库的历史数据进行分析，预测出下一个阶段最易出现的故障位置。并在下次故障诊断前自动给与测试人员提示，让测试人员可以迅速定位故障最易发生的几个位置，相较于以往需要逐个项目依次测试的诊断方式，有的放矢的进行测试诊断可以大大缩短故障诊断时间，进而提升测试工作效率。
本专利技术已成功应用于部分战术型号导弹的故障诊断测试中，并取得了良好的经济和科研效果。
附图说明
图1本专利技术导弹故障预测系统测试系统结构组成示意图。
具体实施方式
由
技术介绍
可知，在进行导弹测试过程中，若出现某项指标超差，则将立刻转到导弹故障诊断流程。然而在进行导弹故障诊断时，目前的导弹故障诊断是对整发导弹的全部测试项目逐个进行测试；现有导弹故障诊断方法效率低。专利技术人研究发现生产条件一致或接近，同一批次或相邻几个批次的导弹故障部位都有一定关联性。因此通过编写一种导弹故障预测软件，对历史诊断记录分析出最有可能出现的故障位置，让故障诊断软件更有针对性地进行诊断分析，能够提升工作效率，很大地缩短测试时间。
下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：
本专利技术所提供的导弹故障预测设备与导弹测试设备共设备平台，如图1所示是本专利技术的设备硬件组成示意图，包括PXI测控系统11、KVM一体机12、接口适配器13、自检装置、打印机15、测试电缆16、导弹故障预测软件。
所述的PXI测控系统是PXI-8110、PXI-2503、PXI-2530、PXI-4065等标准硬件板卡的总称，主要提供测试控制、参数测试、数据采集以及外部端口功能测试所需的硬件资源。其中PXI-8110是一个嵌入式的零槽控制器，内部预装WindowsXP操作系统、PXI总线板卡的所有驱动以及导弹故障预测软件与SQL-SERVER数据库软件。
所述的KVM一体机主要用于导弹故障预测设备的终端操作与显示。
所述的历史故障数据库是通过SQL-SERVER数据库软件搭建，每次导弹故障诊断得出的故障部件、故障信息都会自动添加至数据库中，以供导弹故障预测软件调用。
所述的导弹故障预测软件分为数据库更新调用软件与算法分析预测软件两部分。数据库更新调用软件与导弹诊断软件对接，在历史故障数据库中建立一个故障历史次数表，每个批次导弹各部分发生故障的总次数均存储在表中。单发导弹故障诊断结束获取故障部位后，自动获取相应的诊断信息，其对应批次的故障次数加一，以保证数据库中数据始终处于最新状态。算法分析预测软件通过预测算法对历史故障数据库中的数据进行预测分析，得出下次测试各部件最易发生故障的百分比，并通过人机交互界面反馈给用户。为保证软件的可移植性，使其与导弹故障诊断软件可直接对接。故障预测软件使用与导弹故障诊断软件同样的编程语言—LabView2011，来完成本故障预测软件的编写。并生成了可视化用户交互界面。
预测算法是整个导弹故障预测系统的核心，预测算法是否准确的关键在于是否可以按照已有的数据和数据变化的趋势建立适当的数学模型,当模型能很好地反映数据的内在变化规律,则模型的预测数据就会与实际的数据比较吻合,反之则存在较大的误差。
定量分析预测法是一类重要的预测算法，此类方法首先依据调查研究所得的数据资料，运用统计方法和数学模型，近似地揭示预测对象及其影响因素的数量变动关系，建立对应的预测模型，据此对预测目标做出定量测算的预测方法。时间序列分析预测法作为定量分析预测法的一种，以连续性预测原理作指导，利用历史观察值形成的时间数列，对预测目标未来状态和发展趋势做出定量判断。经多次建模验证，最终确定了以时间序列分析预测法中的最小二乘法与指数平滑法相结合，作为预测算法进行建模应用。
指数平滑法具有使用方便、操作简单等特点，采用“重近轻远”的策略，对时间序列进行修均，它更加注重时间序列的长期数值对于未来预测值的共同影响，即对时间序列的各个数据进行加权平均，时间越近的数据，其权值越大，使其跟踪时序的变化。三次指数平滑是在二次平滑值的基础上又进行了一次平滑，可以用它来估算二次多项式的参数值，建立的模型为:
(1)
该模型是非线性的，它类似于二次多项式相，能够较好的显现时序的变化趋势，经常用于预测非线性变化时序的发展状况。三次指数平滑法的预测参数分别由下式计算得出：
(2)
(3)
(4)
平滑值分别为：
(5)
(6)
(7)
其中初始值取系数值为0.2，由递推的方式，从第一组数据推出当前最新一次项目故障值的平滑值。通过公式（1）-（7）求出对应的预测参数、、值，从而求出下一次故障可能发生次数的预测值。
趋势外推预测法
在一个时间序列中，往往存在某种长期趋势。趋势外推法就是给它选择一个合适的趋势曲线方程，以作为外推预测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导弹故障预测设备，其特征在于,包括: PXI测控系统、历史故障数据库、KVM一体机、测试电缆、导弹故障预测软件;所述历史故障数据库存储历次导弹故障诊断结果;所述导弹故障预测软件根据历史故障数据库预测下次发生故障的部位,并对历史故障数据库实时更新; 所述PXI测控系统控制根据预测结果对导弹进行测试，并反馈至导弹故障预测软件,找出故障；所述KVM一体机用于终端操作和显示。

【技术特征摘要】
1.一种导弹故障预测设备，其特征在于,包括:PXI测控系统、历史故障数据库、KVM一体机、测试电缆、导弹故障预测软件;所述历史故障数据库存储历次导弹故障诊断结果;所述导弹故障预测软件根据历史故障数据库预测下次发生故障的部位,并对历史故障数据库实时更新;所述PXI测控系统控制根据预测结果对导弹进行测试，并反馈至导弹故障预测软件,找出故障；所述KVM一体机用于终端操作和显示。
2.依据权利要求1所述的导弹故障预测设备，其特征在于，还包括测试电缆，所述测试电缆用于与待测导弹连接。
3.依据权利要求1所述的导弹故障预测设备，其特征在于，还包括接口适配器和自检装置；所述接口适配器提供连接接口，所述自检装置用于设备自检。
4.依据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思，夏征农，张宏军，吴伟，曹玉华，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31