《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于NVRAM復(fù)合故障日志的機(jī)載雷達(dá)故障定位
電子技術(shù)應(yīng)用
李志科，孟宏鵬，楊建設(shè)
航空工業(yè)雷華電子技術(shù)研究所
摘要： 為解決機(jī)載雷達(dá)在復(fù)雜故障情景中因故障現(xiàn)象強(qiáng)耦合導(dǎo)致的分析和定位困難問(wèn)題，提出了一種基于NVRAM故障日志的復(fù)合故障日志設(shè)計(jì)方法。該方法將BIT信息和狀態(tài)標(biāo)志等多種數(shù)據(jù)整合，用于優(yōu)化故障定位過(guò)程。以某機(jī)載雷達(dá)典型故障為例，在采用該設(shè)計(jì)的復(fù)合故障日志后，能夠迅速定位故障并揭示故障出現(xiàn)的根源，查出故障機(jī)理，同時(shí)驗(yàn)證了該方法的有效性。通過(guò)復(fù)合故障日志的故障分析與定位，能夠有效解決機(jī)載雷達(dá)產(chǎn)品故障定位中的不確定性問(wèn)題，并處理故障發(fā)生時(shí)的多重故障現(xiàn)象，從而顯著提高故障定位的效率。
中圖分類號(hào)：TN95；V24 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256275
中文引用格式： 李志科，孟宏鵬，楊建設(shè). 基于NVRAM復(fù)合故障日志的機(jī)載雷達(dá)故障定位[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(6)：118-122.
英文引用格式： Li Zhike，Meng Hongpeng，Yang Jianshe. Fault localization of airborne radar based on NVRAM composite fault logs[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(6)：118-122.
Fault localization of airborne radar based on NVRAM composite fault logs
Li Zhike，Meng Hongpeng，Yang Jianshe
Leihua Electronic Technology Research Institute
Abstract： To address the difficulties in fault analysis and localization caused by the strong coupling of fault phenomena in complex fault scenarios of airborne radar, this paper proposes a composite fault log design method based on Non-Volatile Random Access Memory (NVRAM) fault logs. This method integrates various data, such as Built-in-Test（BIT）information and status flags, to optimize the fault localization process. Taking a typical fault of an airborne radar as an example, after adopting the composite fault log designed with this method, the fault can be quickly located, and the root cause of the fault can be revealed, along with the identification of the fault mechanism. The effectiveness of the method has been validated. Through fault analysis and localization using the composite fault log, this method effectively solves the uncertainty problem in fault localization of airborne radar products and handles the multiple fault phenomena that occur during fault events, thereby significantly improving the efficiency of fault localization.
Key words : airborne radar；NVRAM；composite fault logs；fault localization

引言

機(jī)載電子設(shè)備的不斷發(fā)展和電子信息技術(shù)的進(jìn)步，帶來(lái)產(chǎn)品的高度綜合化、模塊化和通用化設(shè)計(jì)，其所具有的信號(hào)交聯(lián)復(fù)雜、電路集成度高等特點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的故障檢測(cè)和精確故障定位帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。

文佳[1]提出機(jī)載系統(tǒng)綜合狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷架構(gòu)設(shè)計(jì)，在宏觀層面設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)處理與分發(fā)層，集成健康評(píng)估與診斷模型與各類智能推理算法，利用底層產(chǎn)品的多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。該架構(gòu)設(shè)計(jì)更適用綜合化的機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)，但沒(méi)有過(guò)多深入到產(chǎn)品級(jí)的故障分析和定位研究。機(jī)載設(shè)備作為現(xiàn)代飛機(jī)的重要組成部分，其健康狀態(tài)直接影響飛行品質(zhì)與任務(wù)執(zhí)行情況[2]，而其復(fù)雜性、層次性、相關(guān)性和不確定性的故障特征對(duì)系統(tǒng)故障檢測(cè)提出高要求[3]。但是，高集成度的電路設(shè)計(jì)使得對(duì)底層硬件電路的測(cè)試手段受限、狀態(tài)監(jiān)測(cè)難以面面俱到[4]。高綜合化的設(shè)計(jì)增加系統(tǒng)信號(hào)交聯(lián)的復(fù)雜度，整體上增加了故障傳播的不確定性，并疊加了電子產(chǎn)品故障隨機(jī)性與間歇性的特點(diǎn)[5]。機(jī)內(nèi)測(cè)試（Built-In Test，BIT）作為設(shè)備內(nèi)部故障檢測(cè)與隔離的重要手段，具備故障監(jiān)控、記錄和上報(bào)等功能[6]，通常可在設(shè)備出現(xiàn)故障后快速協(xié)助分析和定位問(wèn)題。但是，由于機(jī)載設(shè)備研制階段初期設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品的故障規(guī)律認(rèn)識(shí)不足，BIT一方面難以做到對(duì)所有故障的全面覆蓋[7]，另一方面，綜合機(jī)載設(shè)備中其他設(shè)備的自身故障可能導(dǎo)致BIT信息未被記錄。

非易失性隨機(jī)存取內(nèi)存（Non-Volatile Random Access Memory, NVRAM）能夠記錄和存儲(chǔ)重要數(shù)據(jù)信息，當(dāng)其被設(shè)計(jì)在產(chǎn)品內(nèi)部后，其上面所記錄的信息在產(chǎn)品斷電后仍能夠被保存且不丟失[8]。因此，機(jī)載電子設(shè)備通常會(huì)使用NVRAM進(jìn)行關(guān)鍵故障信息的記錄存儲(chǔ)，在出現(xiàn)故障后即時(shí)提取故障信息，用于分析和故障定位。李慶楠[9]定義一種故障信息內(nèi)容格式，并設(shè)計(jì)了一種減小記錄時(shí)間動(dòng)態(tài)范圍的故障記錄機(jī)制。金道源[10]基于DSP設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了NVRAM的故障記錄與解析。宋丫[11]提出了基于失效場(chǎng)景的故障記錄方法，對(duì)故障信息進(jìn)行了分類記錄。文獻(xiàn)[12]則基于工程應(yīng)用提出了將故障信息同步發(fā)送給NVRAM和電子盤的方法，以解決單純使用電子盤不足以快速定位故障根源的問(wèn)題。然而，該專利中的方法僅記錄了軟件啟動(dòng)信息及各模塊自檢結(jié)果等日志數(shù)據(jù)。雖然NVRAM記錄的BIT故障信息旨在盡可能全面地定位內(nèi)部故障測(cè)試點(diǎn)，但航電設(shè)備設(shè)計(jì)復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)交聯(lián)復(fù)雜，同時(shí)，飛行中可能受到電磁干擾，試飛員回憶場(chǎng)景不全等因素，導(dǎo)致某些情況下僅依靠BIT信息可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障分析和定位[13]。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)并提出一種基于NVRAM的復(fù)合故障日志，該功能在記錄機(jī)上規(guī)定的BIT信息的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展和新增系統(tǒng)內(nèi)部各測(cè)試點(diǎn)的狀態(tài)標(biāo)志等關(guān)鍵性指引信息，將其綜合應(yīng)用于設(shè)備的故障分析和定位，并將該方法應(yīng)用于航空機(jī)載雷達(dá)。


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作者信息：

李志科，孟宏鵬，楊建設(shè)

（航空工業(yè)雷華電子技術(shù)研究所，江蘇 無(wú)錫 214063）


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