測試性建模及優(yōu)化設計仿真

實驗一測試性建模及優(yōu)化設計仿真實驗一、 實驗目的了解測試性模型定義和結(jié)構；掌握測試性建模的一般方法；3.掌握使用TEAMS軟件進行測試性建模。二、 實驗設備臺式計算機一臺。2.安裝有TEAMS軟件。3.安裝有Matlab軟件。三、 實驗內(nèi)容結(jié)合油量測量系統(tǒng)的結(jié)構圖，建立油量測量系統(tǒng)的測試性相關矩陣。使用TEAMS軟件建立油量測量系統(tǒng)的測試性相關矩陣，并計算出測試性模型的診斷方案，并畫出故障診斷樹。在建立模型的基礎上編寫信息熵算法的Matlab程序，計算出測試序列，并畫出故障診斷樹，并與TEAMS軟件得出的結(jié)果進行比較。四、 實驗原理1.測試性模型的定義根據(jù)被測系統(tǒng)的功能框圖和信號流向關系將系統(tǒng)劃分成多個模塊，畫出模塊間的信號流向圖。每個模塊代表一個需要測試的功能點，在模塊間的信號流向通道上可添加測試點。假定被測對象每個功能點有故障和正常兩種狀態(tài)，在同一時間最多只有一個功能點發(fā)生故障。假設被測對象共有m個功能點和n個測試點，分別用F=[F0匚…FJ和T=[T0T]...Tn]表示各個功能點的狀態(tài)集合和測試點集合，其中F0表示整個系統(tǒng)的狀態(tài)。每個測試點的代價可能是不全相同的，可以用矢量C=[C0C1.CJT表示各

個測試點的代價。系統(tǒng)各個功能點的故障率則用矢量P=[P0P]…Pm]T表示。其中P0表示系統(tǒng)正常的概率。這樣，就可以建立測試點和功能點間的相關矩陣模型，如下表所示：表1相關矩陣模型PP0P1TOC\o"1-5"\h\zt t F~PP0P1F 1 2 n-C C C-F d1 d cT0 01 02 0nF d d d1 11 12 … 1nFdd dP m m1 m2 mn m-模型中的元素d..表示第j個測試點與第?i個功能點狀態(tài)F.的相關性，即當ij iT能測試F.時，d??為1，否則為0。j i ij在建立相關性矩陣模型后，需對其進行簡化。如有相同列，則說明兩個測試點的測試效果是一樣的，只需選用其中一個測試費用較少的測試點，并在模型中刪除另一測試點所在的列。如果有相同行，則說明這兩行的故障狀態(tài)是無法區(qū)分的，應將這兩種故障狀態(tài)合并，在模型中用一種新故障狀態(tài)替換這兩種相同的故障狀態(tài)，相關性取值不變，故障率為原來兩種故障率之和。測試點優(yōu)化的目的是要使所有測試過程的期望代價最小，即：TOC\o"1-5"\h\zminJ=近彈C>P(F) (1)S i=o〔j=1P[jJ .其中，P.表示用于隔離故障狀態(tài)F.的測試序列，IP」表示測試序列P.的容量。i i i i2.油量測量系統(tǒng)BUC-44A結(jié)構和功能分析油量測量系統(tǒng)BUC-44A主要由傳感器、指示器、電氣盒、油量指示轉(zhuǎn)換開關和警告信號裝置等組成，其信號交聯(lián)關系圖如圖1所示。

「指示器轉(zhuǎn)換機構*交流測*「指示器轉(zhuǎn)換機構*交流測*量電橋隨動電

機指示機I油量傳感器組A放大器油量傳感器組B放大器副油箱油量傳感器組直流27Vr*油量指示轉(zhuǎn)換開關卜副油箱模擬卜|控制機構 ；副油箱掛架

微動開關交流—115V400HZ~1直流27Vr*油量指示轉(zhuǎn)換開關卜副油箱模擬卜|控制機構 ；副油箱掛架

微動開關交流—115V400HZ~1剩油警告液面?zhèn)鞲衅?>剩油警告信號燈滿油警告液面?zhèn)鞲衅?>滿油警告信號燈副油箱滿油液面?zhèn)鞲衅?>副油箱滿油信號燈副油箱500升滿油液面?zhèn)鞲衅?>副油箱500升滿油信號燈電氣盒L警告信號裝置圖1電容式油量表系統(tǒng)信號交聯(lián)關系圖傳感器包括電容式液面高度傳感器和液面觸點傳感器。其中，電容式液面高度傳感器將油箱油量的變化轉(zhuǎn)換為電容的變化，用于測量剩余油量，液面觸點傳感器則在油箱液面變化到指定高度時，輸出電壓信號，用于發(fā)送剩油等警告信息。指示器主要由交流測量電橋、隨動電機、轉(zhuǎn)換機構、指示機構等部分組成。交流測量電橋由橋臂變壓器、固定電容、平衡電位計等組成，用于測量電容，并轉(zhuǎn)換為電壓信號，另外它還將115伏交流電轉(zhuǎn)為27伏直流電，并提供給電氣盒中的放大器使用。隨動電機經(jīng)過減速器帶動指示器的指針和平衡電位計移動。轉(zhuǎn)換機構用來轉(zhuǎn)換測量總油量、主油量和副油量。指示機構由指針、刻度盤等組成，用于指示油量。電氣盒由信號放大器和副油箱模擬控制機構兩部分組成。信號放大器將交流測量電橋輸出的電壓信號進行放大。副油箱模擬控制機構用于在飛機拋掉某一副油箱時（連同傳感器拋掉），為了防止因無傳感器而造成副油箱油量零刻度指示失調(diào)，將模擬副油箱的電容接入電路，保證副油箱測量系統(tǒng)指示零位。油量指示轉(zhuǎn)換開關用來控制油量測量系統(tǒng)的三種工作狀態(tài)，這三種狀態(tài)分別為“主”、“總”、“副”狀態(tài)，指示器在這三種狀態(tài)中分別顯示主油量、總油量和副油量。

警告信號裝置主要包括剩油警告裝置，主油箱滿油警告裝置和副油箱的滿油及500升滿油信號裝置。五、 實驗步驟1.分析飛機油量測量系統(tǒng)各個功能單元之間的信號交聯(lián)和它們可能發(fā)生的故障，添加測試點。根據(jù)對油量測量系統(tǒng)BUC-44A的結(jié)構和功能分析，可以劃分出系統(tǒng)的故障單元和測點，如圖2所示。I指示器I指示機；廠L17*交流測+量電橋(S。)隨動電機(S10)轉(zhuǎn)換機構(s7)放大器指示機；廠L17*交流測+量電橋(S。)隨動電機(S10)轉(zhuǎn)換機構(s7)放大器(s9)副油箱油量傳感器組(s3)油量傳感器組A(S])油量傳感器組B(s2)H副油箱模擬忡控制機構(s6)剩油警告信號燈(S」?jié)M油警告信號燈(S15)副油箱滿油信號燈(s17)副油箱500升滿油信號燈(s,)--............_▼，p“19“交流 115V400HzI 電氣釦警告信號裝置剩油警告液面?zhèn)鞲衅?S12)滿油警告液面?zhèn)鞲衅?S電氣釦警告信號裝置剩油警告液面?zhèn)鞲衅?S12)滿油警告液面?zhèn)鞲衅?S14)副油箱滿油液面?zhèn)鞲衅?s』副油箱500升滿油液面?zhèn)鞲衅?sj用TEAMS軟件畫出飛機油量測量系統(tǒng)結(jié)構，并將測試點添加進去，如圖3所示。

油晶專感器袒A2TP78TP9ATP87566D?由呈指示轉(zhuǎn)換開關s4副油箱掛架微動開關s5TP5了由呈傳感器覽E；s2■■■■■■■-■■■8in油晶專感器袒A2TP78TP9ATP87566D?由呈指示轉(zhuǎn)換開關s4副油箱掛架微動開關s5TP5了由呈傳感器覽E；s2■■■■■■■-■■■8in0D:\TEAMS3B?Aircraft_Fuel_System\Aircraft_Fuel_System-TEAMS-DesignerFileEditViewAnalysisReportsFormatToolsHelpBUC-44ATP6際器AG115言號萍TP4電器盒BUU44叩］AiFcraftJuei.System|圖3油量測量系統(tǒng)的TEAM