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基于标绘台的在线故障诊断与系统重构技术研究
| 论文题名： | 基于标绘台的在线故障诊断与系统重构技术研究 |
| 关键词： | 海图标绘台;故障诊断;小波分析;突变点检测;重构设计 |
| 摘要： | 海图标绘台是集成纸质海图数字化、外部子系统导航信息接收显示以及船只航迹标绘于一体的高精度、自动化进行海图作业的机电导航装备。随着系统功能的越来越强大，工作时间要求越来越长，系统出现故障的概率就越来越高，而设备故障的检测和维修保障就变得越来越困难。传统的故障保障方法已经跟不上时代的发展，因此我们迫切地需要一种快速定位故障源并能够对故障源进行隔离、对系统进行重构以保障系统继续正常工作的方法。 本课题以海图标绘台故障诊断为背景，结合小波分析理论、总线扫描技术等对标绘台故障的检测作一个深入的分析和研究，目的是实现标绘台故障源的快速检测定位和报警。最后根据诊断的结果对标绘台系统进行重构设计，实现故障源的隔离以及备用模块的替换，以保证系统的正常工作。 首先，对标绘台系统的电气组成及工作原理作一个详尽的分析和研究，目的是在了解系统工作原理并结合实际运行发生的故障的基础上得到系统容易出现故障的模块及其原因，如信息处理计算机功能板卡以及外部子系统发送的导航信息等。针对不同的故障源制定不同的检测方法。 其次，针对外部导航子系统的导航信息故障采用小波分析的方法来进行故障检测。深入分析小波理论，重点研究了小波分析对于非平稳信号的突变点检测的原理，并对小波变换的快速算法—Mallat算法进行C++编程实现。 然后，在深入研究CPCI总线的基础上，结合总线扫描技术对系统的功能板卡(CAN口卡、网卡、串口卡)进行故障检测方法的研究。重点放在总线上故障码的读取，通过将读取的故障码与故障码表之间的对比来得出板卡的工作状态情况。 最后，在基于故障诊断结果的基础上，详细介绍了标绘台系统重构设计的具体实现。深入研究了容错的设计方法，针对系统的硬件部分对通信系统的网卡和CAN卡采用双卡冗余备份设计；同时针对外部导航信息故障对系统信息处理软件采用基于软件迁移的容错设计。 |
| 作者： | 吴锦龙 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 周卫东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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