测试点的优化选择

蒯 伟

（海军驻南京地区通信军事代表室 江苏南京 210002）

0 引言

科学技术的进步，特别是计算机技术和大规模集成电路的广泛应用，在改善和提高系统、武器装备性能的同时，也大大增加了系统的复杂性。测试时间长[1]、故障诊断困难和使用保障费用高等问题，从而引起了人们的高度重视。为了提高武器战斗力，保证其可靠的运行和良好的作战状态，必须对其进行高效快速的测试诊断。

测试点的优化选择是系统测试性设计的重要内容，可以及时、快速地检测与隔离故障，提高执行任务的可靠性与安全性[2]，缩短故障检测与隔离时间，进而减少维修时间，提高系统可用性，降低系统使用保障费用。

1 测试点优选的步骤

对电子武器装备的多信号模型的测试点的优选方法是利用搜索算法得到最优的故障诊断树[3]，其步骤如下：

1） 初选测试点：分析组成单元的测试信号特点、测试内容和测试方法等，在被测单元各组成[4]单元端设置故障测试点，将初选的测试点添加到多信号模型。

2） 搜索算法的测试序列优选，对建立的多信号模型[5]进行计算，得到被测单元最优序列和诊断方案。

3） 测试点优化：根据得到的最优测试序列，确定故障检测、隔离用的测试点和测试顺序[6]，在初选测试点基础上除去冗余的测试点，根据实际要求减少对测试性指标贡献较小的测试点。

电子武器装备测试点的优化选择是极为重要的，其设置适当与否直接关系到该武器装备[7]的被测单元的测试性水平、诊断测试时间和费用。该系统的主系统、分系统、内部模块和电路板都要进行优选测试点，选出自己的检测测试点和隔离测试点，不仅能去除许多冗余测试点，还能迅速地隔离或定位故障，依次从上到下，从主系统中查出分系统故障，从分系统中再查出内部模块和电路板故障，确保在较低的测试费用下，以尽可能少的测试步骤快速查找该武器装备故障[8]的位置，可及时的替换或修改，迅速提高该武器装备的使用效能和保障费用。

2 测试点优选的步骤

比如对某型有故障的武器装备进行了测试，从上到下都优选了测试点，从主系统中查出某分系统有故障，从该分系统中查出了该武器装备的增益控制有故障，其性能的主要参数为增益、线性度、截止频率、转换速率、失调电流等初选了21个测试点，如图1所示。

图1 增益控制多信号模型图

① 建立相关性矩阵

合并矩阵中（见表1）相同的列为TP1和TP3、TP10和 TP13、TP16和 TP17、TP15和 TP18、TP2和TP4，测试点3、4、13、17和18是多余的，可以去掉。

② 选择检测测试点和隔离测试点

首先选用WFD值最大的测试点TP21为第一个检测测试点，分割矩阵后, D10为C3、R7、R8和R9，再用TP14测试点为第一个隔离测试点，可分割为R8、R9和C3、R7，再用TP19和TP15就可分割为单行。D11为C1、C2、R1、R2、DA、DB、D2、V1、R3、R4、R5 和R6，用TP12为第二个隔离测试点，d21为C1、C2、DA、DB、D2、V1、R3和R4，用TP9为第三个隔离测试点；d20为R1、R2、R5和R6，再用TP11为第四个隔离测试点。d31为C1、C2、DA、DB和D2，再用TP7后可分割为C1、DA、D2和C2、DB，用TP8可把C2、DB分割到各单行，而C1、DA、D2用TP6后可分割为C1、DA和D2，再用TP11就可分割为单行，d30为V1、R3和R4，再用TP14后，可分割为R4和R3、V1，再用TP19，就可分割为单行。d41为R1、R2和R5，再用TP5和TP8，就可检测到各单行，d40=R6，只有一行了。表1为增益控制多信号相关矩阵。

表1 增益控制多信号相关矩阵

图2 增益控制故障诊断树

③ 诊断树

根据表1所列矩阵和测试点优选结果分析，优选了12个测试点，分别别为TP5、TP6、TP7、TP8、TP9、TP11、TP12、TP14、YP15、TP19、TP20和 TP21,首 先 测 TP21，当TP21为不正常时，故障发生在C1、C2、R1、R2、DA、DB、D2、V1、R3、R4、R5和R6之中，用TP12测试，如果结果不正常，故 障 发 生 在 C1、C2、DA、DB、D2、V1、R3和R4之中，再用TP9测试，如果正常，则故障发生在V1、R3和R4之中，再用TP14测试，如果结果不正常，则结果在R3和V1之间，再用TP19测试，如结果为正常，故障在V1，如结果不正常，故障发生在R3。图2为增益控制故障诊断树。（图中“0”表示为正常，“1”表示为不正常）

④ 结果分析

最后优选了12个测试点，比初选测试点少了9个测试点，运用TEAMS软件建模与评估。图3为该系统增益控制优选测试点的多信号图，图4为增益控制优选测试点的指标。

图3 增益控制UUT多信号图

图4 增益控制优选测试点指标

以单增益控制器为指标，优选测试点后，能使故障检测率和故障隔离率都能达到100%，模糊组为1.00。

以最少的测试点在较短的时间内可检测隔离故障，而且对故障率高的部件可优先得到检测和定位，可迅速发现该故障的位置。

3 结论

本文分析了系统的相关性矩阵，将测试性度量和故障概率统一考虑，推导出测试点的故障诊断信息量计算公式，然后根据信息量的大小依次选择测试点，并确定出优化的故障诊断策略。优选测试点可补上已遗漏的测试点，去掉冗余测试点，可运用TEAMS软件对以上测试点进行评估，并可得到优化的性能评估，总以最少的测试点在较短的时间内检测隔离故障，可迅速的发现电子武器装备故障的位置，可及时的修改、替换，节省维修时间和费用，迅速提高该系统的使用效能。

[1]李岩.武器装备的测试性[J].现代防御技术,1994(1):26-31.

[2]陈光俞.现代电子测试技术[M].北京:国防工业出版社,2001.

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[4]张向荣.电子系统维修性、测试性分析与设计方法讨论[J].航天控制,2004,22(5):81-83.

[5]赫赤,赵克定,曹健.军用测试系统的可靠性设计[J].测控技术,2005,8(24):55-60.

[6]张超,宋东,许家栋.智能机内测试研究终述[J].计算机测量与控制,2007,15(2):141-145.

[7]龚凯旋,黄考利.基于多信号流图的飞控系统实时故障诊断[J].电光与控制,2006,13(6):89-92.

[8]王醒华,田仲.确定测试性设计要求的方法[J].测控技术,1995,14(6):9-12.