基于自动填充装置故障信息分析的研究

2021-12-13甘雨田

电子元器件与信息技术 2021年8期

甘雨田

（甘肃林业职业技术学院，甘肃天水 741020）

关键字：自动填充装置；故障集合；故障树

0 引言

传统的自动填充装置故障分析方法本质是通过现象故障问题进行区域故障排查，复现故障问题点来找寻故障发生原因。其系统过程耗费大量的人力、物力，且故障分析时间长、诊断准确度低，同时有一定几率产生故障二次变化的问题，近些年研究适用于炮弹自动填充装置的故障分析方法已成为对复杂故障问题诊断的主要研究方向之一[1]。由于炮弹自动填充装置的结构组装部件流程复杂，逻辑电路集成化程度较高，所以在故障问题分析时需对其元器件组装部件进行分解，对其电信号方式进行梳理，建立完整的故障统一模式，从而精确定位故障发生原因，合理的辨识故障问题[2]。

1 系统结构

自动填充装置是由炮弹自动填充控制箱对其装置各组件进行顺序控制运行，在控制箱的逻辑顺序控制下各部件连续作业，可在短时间内完成系统的炮弹自动装填动作，由以下主要部件组成。

（1）炮弹输送带。其主要功能是储存自动发射炮弹并将炮弹输送到出弹口，将炮弹进行填充和路径输送，其位置一般在装备的运载底板处，覆盖有特殊的炮弹保护壳体。

（2）炮弹卡位装置。其主要功能是当炮弹进行自动填充准备后，将炮弹位置进行提升，炮弹准确的卡位在弹筒前端，对准炮弹装填线，准备下一步炮弹自动填充动作，最后将炮弹推送到弹筒闸口，完成后卡位装置复位并进行下一枚炮弹卡位准备。

（3）推送弹道装置。其主要功能是按照主控台的控制命令对炮弹进行弹筒装填工作，将炮弹通过弹道完整的推送入弹筒并进行下一步工作准备。其位置在卡位装置前端、炮弹发射筒的正后方，随发射筒的转动而刚性转动，固定在转动支架前端。

（4）炮弹开窗器。其主要功能是将炮弹进行抛壳处理，将装备的炮塔天窗打开，并将炮弹壳抛出后关闭。其位置在炮塔正上方位置，连接推送弹道和抛壳机构。

（5）炮弹抛壳器。其主要功能是将炮弹发射后脱落的弹壳进行抓取，并通过炮弹轨道进行壳体抛出操作，同时可检测炮弹是否有无壳体，并进行炮弹重新配置，是准备发射炮弹的最后环节，关联主控制器和炮弹开窗器。其位置安装在装备的围栏侧端，通过转轴保持轨道水平。

（6）炮弹装填控制器。其主要功能是控制炮弹进行装填操作，完成炮弹发射前的准备和指示工作，是整个炮弹装填的控制终端，对炮弹装填状态进行实时显示。其位置一般安装在炮塔内的侧端，由炮弹装填指示开关、控制显示灯，炮弹弹道准备复位开关、卸除炮弹开关等操作装置组成。

（7）主控制箱。是控制炮弹自动填充装置的控制枢纽，用于监测、控制、显示自动填充装置的各项工作，其核心是由微系统和高集成化电路系统组成，是信号命令发送的控制终端。

（8）控制流程。首先将炮弹发射器进行位置固定，完毕后准备进行炮弹装填操作，在主控制箱按下炮弹装填按钮，炮弹输送带将存储位置的炮弹运输到指定位置后停止；其次炮弹卡位装置将炮弹进行提位操作，将炮弹精准的卡位在弹筒前闸口，推送弹道装置将炮弹通过弹筒推至炮膛；同时炮弹抛壳器和炮弹开窗器进行共同作业，完成抛壳动作后关闭天窗；最后炮弹进行位置确定后推送到弹筒入膛，整体操作完毕后将位置和处理器复位，返回瞄准线等待下一个炮弹进行自动填充动作。

2 故障信息

本文采用状态集净化融合信息冗余度的方式获取故障信息，假设X=(Y,A,Z,S)为故障属性论述集，A=B∪C表示故障分析状态的集合，其中B表示问题属性，C表示状态属性，Z表示属性参数的集合，S表示信息函数特征值的集合，则单独的映射条件Y×A→Z代表故障净化值，对于信息系统集合X=(Y,A,Z,S)，当故障分析状态集合为空时，故障属性论述集自成故障信息决策表[3-5]。将大量的多源状态信息处理样本集合q的个体属性值进行分类标记，可分为F类特征值，以聚类中心关联距离大小为目标准则，可顺序排列出关联的重要程度，其目标函数如下所示。

由多源故障属性论述集可知其故障树信息，对部分故障状态进行代码标号，具体如表1所示。

表1 自动填充装置故障树信息列表

为避免系统冗余信息对其故障状态进行复杂计算，需要对融合信息进行净化处理，通过故障信息决策表对已知故障信息进行层级划分，将层级故障问题进行数据融合，并采用多源状态集净化融合信息冗余度的方式对分类数据进行知识提取，得出故障树分析状态的层级列表如表2所示。

表2 自动填充装置故障树层级分列表

由上表所示，故障诊断分析是按照故障树层级的方式进行逐层排查，找出同类故障问题的下属方案进行详细问题定位，此故障分析法是在净化冗余故障信息值后得到的故障排序问题，是一种依托净化融合算法的故障处理模式，在不影响整体故障定位的基础下，将关联的故障状态和故障问题进行剖析联力，一并进行故障排查，可全面分析故障状态产生的本质原因，逻辑关系清晰可见。