某型跟踪平台控制组件测试设备研制及典型故障分析

郭晓华 秦燕鸽 张海伟

摘要：某引进型空空导弹是部队主要装备之一，控制组件作为该型导弹导引头跟踪平台的重要组成部分，故障率较高。由于不具备该组件的深修能力，制约了该型导弹导引头舱的修理进度。为解决此技术瓶颈，对组件进行电路测绘，分析电路原理，弄清工作过程，确定测试项目及技术指标，完成测试设备研制。通过对故障件的测试、故障定位及修理，验证了测试项目及技术指标准确、可靠，能够定位到故障元器件，指导现场修理。

关键词：红外导引头；控制组件；故障分析

Keywords：infrared seeker；control assembly；fault analysis

某型俄制紅外导引头空空导弹是世界先进的近距格斗空空导弹，其战术技术性能远高于美国近距格斗空空导弹“响尾蛇”AIM-9L/M[1]。跟踪平台控制组件是该型红外导引头跟踪回路的重要组成部分，主要用于将极坐标转换为直角坐标，形成控制框架电机转动的驱动信号。

1 原理分析

跟踪平台控制组件由2块电路板组成，对2块电路板进行电路测绘、电路原理分析，得到该组件工作原理框图，如图1所示。跟踪平台控制组件主要实现以下功能：

1）将位置线包产生的陀螺位置极坐标信号转换为直角坐标信号；

2）两路直角坐标信号经过处理后，输入到CP信号形成电路和功放电路，驱动两个电机旋转，消除陀螺转子轴与定子轴误差，配合完成角度回路闭环，实现对目标的持续跟踪。

2 测试设备研制

根据跟踪平台控制组件电路板原理分析，确定测试项目与参数指标。根据测试所涉及的激励信号和响应信号选择搭建测试设备，如图2所示。其中，电源提供跟踪平台控制组件工作所需的±12V、±20V直流电源和其他直流信号；信号发生器提供方波信号（基准信号1和2）、极坐标信号；模拟负载电阻模拟电机；示波器显示输出信号；控制及转接单元实现对激励信号、响应信号的控制以及被测产品和测试设备的通信。

3 修理文件编写

编写该组件修理技术条件，规定测试项目、技术指标和测试方法；编写该组件修理工艺文件，规定故障检查、分解、装配、测试、高低温试验等内容以及适用于该组件的修理和检验内容。

4 典型故障分析

选择现场三个典型故障跟踪平台控制组件进行试修，三个故障件分别命名为A、B、C，对应导引头测试的故障现象分别为：A产品加КЦУ，红外信号丢失；B产品最大跟踪角速度不合格；C产品的±20V电流超差。按照该组件修理工艺文件，分别对三个故障件进行测试、故障定位和修理。

4.1 A产品的修理

1）故障现象：常温测试，图3中9′脚输出0电平。

2）故障影响：图1中D触发器不工作，导引头无法控制电机转动，造成跟踪目标丢失。

3）排故过程：CP充电电压是由陀螺旋转板33脚来的+12V或零电位与基准信号形成的四脉冲经与非门2D3A而得到。当10/37脚输入0V，2D3A∶2和2D3A∶3脚的输出波形如图3中所示，但实际测试得到2D3A∶3脚输出0V，证明元器件2D3A已损坏。更换元器件2D3A后对产品进行测试，检测2D3A∶3脚输出波形正常，故障排除。

4）故障原因：与非门2D3损坏。

4.2 B产品的修理

1）故障现象：常温测试，图3中 10′脚输出的锯齿波信号时有时无。

2）故障影响：引起CP信号时有时无，当导引头进行最大跟踪角速度测试时，测试不合格。

3）排故过程：通过分析电路图进行逐级排查，或非门2D4A的2脚和4脚输入波形不稳定，时有时无；而与2D4A的2脚和4脚相连的2D1A∶3和2D3D∶11输出波形正常、稳定。用万用表测相连两点通断，发现2D4∶2管脚和2D1∶3管脚与焊盘焊接不稳。对2D4的所有焊点重新焊接后故障消失。

4）故障原因：由于或非门2D4与2D1相连管脚虚焊，随着产品使用环境变化及时间推移，接触表面逐步氧化，最终造成接触点时通时断，造成图3中10′脚输出时有时无[2，3]。

4.3 C产品的修理

1）故障一

常温测试，到电机的117脚输出为0V，无信号输出。电路图如图4所示。该故障无法控制位标器Ⅱ通道电机转动，同时检测供电±20V电流超差。排故过程如下：

a. 测量显示1D1A∶3和1D1B∶4输出波形正常；

b. 当1D1A∶3输出低电平时，1R5一端（图4中A点）测量值为7V左右（正常值为12V），说明开关1S2D触点随使用时间增加，氧化层变厚，接触电阻变大[4]，开关1S2D故障；

c. 三极管1V10的基极和发射极均有电压输出，而集电极电压为0V，说明三极管1V10故障[5]；

d. 更换开关1S2D和三极管1V10后，故障消失。

故障原因为：常温测试时，由于模拟开关1S2和三极管1V10故障，造成117脚没有输出信号。

2）故障二

低温测试显示117脚输出波形幅值比常温测试值下降5V。导致低温工作状态下，无法精确控制Ⅱ通道电机转动。

测量发现三极管1V6的集电极输出波形幅值电压比正常电压小1.5V左右；三极管1V9的发射极输出波形幅值电压比正常电压小1.5V左右。由此判断三极管1V6、1V9性能下降。更换新的备件后，对该组件重新进行温度测试，组件温度测试性能合格。

故障原因为：低温测试时，因三极管1V6、1V9性能下降，消耗电流增加，造成117脚输出方波幅值过低。

5 结论

将经过试修的三件跟踪平台控制组件装配到导引头舱上进行整舱测试，导引头舱测试均合格，原舱段故障消失，证明测试项目及技术指标准确、可靠，能够实现故障电路元器件级定位，可指导现场修理，保证以该组件具备深度修理能力。该项目的完成加深了对产品的认识，节约了修理成本。

参考文献

[1]吕洁，罗勇，卿松，等.红外制导技术在空空导弹中的应用分析[J].兵器装备工程学报，2017（12）：70-74.

[2]罗石芳.电子元器件产生虚焊的原因及对策[J].科技风，2013，6（上）：33-36.

[3]李春来.电子产品“虚焊”原因分析及控制方法[J].信息技术，2010（10）：119-121.

[4]张海泉.电器开关触点间的接触电阻研究[J].河南教育学院学报（自然科学版）2008（6）：26-28.

[5]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006.