保险机构故障模拟装置的设计彭志龙郑海龙刘淑肖( 航天科工集团第六研究院四十一所邮编0 1 0 0 1 0 )摘要：电机式保险机构( 以下称保险机构) 作为固体发动机的关键部件，其可靠性关乎发射成败，能否满足发动机总体性能的要求，需经过严格的测试其中的一项就是动作检查，即故障检查，相关的测试仪器应该具备此功能为了考核某型号单元测试仪是否具备故障检查功能，可靠与否，本文介绍了电机式保险机构故障模拟装置，来模拟实际保险机构在动作转换过程中可能发生的各种故障，为验证慕型号单元测试仪的故障识别功能提供依据主题词：保险机构，故障模拟装置，故障识别0 引言保险机构在设计过程中足通过保险开关( 以下称R ) 、锁紧开关( 以下称Y ) 、工作开关( 以下称G )来反映其实际所处的状态的。在对其进行动作检查的过程中，在驱动信号的作用下。保险机构应该完成状态转换或者处于预先设定的状态，如果没有完成指定动作转换，即状态指示与设定不符，则保险机构发生了故障，此时测试仪器应能对该故障进行故障识别，给出识别信息提示，为其它工作提供依据。但是，实际中，只有少数保险机构存在设计、工艺上的缺陷而发生故障，更不可能集各种可能的故障于一身。这就给测试仪器的设计方带来一个问题，那就是如何才能确保测试仪器具备故障识别功能，而且能够识别各种可能的故障，目前未看到行业内相关的解决办法及技术资料，出于这种考虑，设计故障模拟装置是目前想到的一种解决办法。1保险机构故障分析如前所述，实际保险机构的状态由保险开关R 、锁紧开关Y 、工作开关G 的闭合断开的状态加以指示。上表将R 、Y 、G 分别表示为二进制码“0 ”和“1 ”，且R 为高位，“l ，代表断开，“0 ”代表闭合，反应了保险机构在动作转换过程中可能出现的各种故障。对于“0 0 0 ”、“0 1 0 ”两种故障码，均是既处在工作状态，又处在保险状态的故障，在实际的保险机构中很少出现，但是考虑到完整性以及未知的不确一1 1 6 一定因素，本文对此也进行了分析，该故障模拟装置的设计也包括了上述两种故障的设置。故障列表如表l 。表l 故障列表方式从工作锁紧状态到保险锁紧状态转换从保险锁紧状态到工作锁紧状态转换任意Rl1lo1001l1o0 Y0l1l00 l1lOo1 GOOl111llO10o工工转保转保保转工转状状作作换险换险险换作换态态故状状均状不状状均状不不不障态态不态到态态不态到唯唯说朱未到桌位索未到末位明解转位锁锁解转位锁锁锁锁换紧紧锁换紧紧紧2 故障模拟装置的设计2 1故障模拟装置设计的基本原理一驱动信号识别这些驱动信号包括对电磁线包( w R + ，W R 一) ，电机C V R + ，M R 一) 的驱动，实际的保险机构正是在这些驱动信号的作用下完成状态转换的。其故障行为可以考虑包括两个内容，一是保险机构朱收到驱动信号，如导线的断接等故障，另外就是末按照驱动信号的要求完成状态转换，而是在转换的某一瞬间出现故障。冈此，对驱动信号进行识别，在特定的瞬间产生预先设定的某一故障，是完成保险机构故障模拟装置设计中的基本方案。二状态信息码的设定如前所述，将R 、Y 、G 分别表示为二进制码“0 ”和“1 ”，且R 为高位，“1 ”代表断开，0 代表【孙台。单元测试仪在完成动作检查故障功能识别的任务时，如上所述，一方面需发送转换驱动信号给保险机构，另一方面，与此同时需对保险机构的状态信息进行识别，以判断保险机构在状态转换过程是否出现故障。因此作为故障模拟装置，状态信息设定既包括故障状态信息码，也包括正常状态信息码。故障设置的机制就是预先设定好序列的正常状态信息码和一个故障状态信息码，在转换驱动信号作用下，将这些状态信息码依次提供给单元测试仪，成为其故障识别的依据。在状态转换过一1 1 7 程中，驱动信号以及状态信息码如图1 、图2 所示，图中的t o 、t ，、t ：、t a 分别表示起始、解保、转换、锁紧的时刻。例如，从工作状态到保险状态的转换过程中，设置故障信息码“1 1 1 ”即转换不到位故障。首先将正常状态信息码“1 0 0 ”、“1 1 0 ”在t o 、t 时刻提供给单元测试仪，接着在t 2 时刻将故障信息码“1 1 1 ”提供单元测试仪，测试仪收到故障码后，报警且给出故障信息。故障模拟装置在后续时间保持该故障状态输出直至重新设定。驱动信号、V R +W R ： 卜 一： f 甚瓤蓉酉一r I J 0 1 - , ：- - O I T 。i 一1 1 1 ) 一一j 。1 0 0 - ：I：i 一一r T 可0 T 一一T 一j 一1 1 - 0 一：故障状态码未解锁。淼换l束锁紧未转换：束锁紧；1 0 1 1 不到位l转换不到位锁紧L L ，一一一一一L ! ，一，! 一。bt 1乜b1 1 8 图1 保险状态到工作状态的转换IlW R +II驱动信号：w R ll ：! ：illiLl i 面袄i 哥一i 一r o u - f 1 I 仃一j o 下r 一j 。o u I 一 i 一r 一一i r O 矿i 一一j O T I 一| 故障状态码| 未解锁| ：慧蓁到位| 。薹二：到位锁紧i酗2 工作状态到保险状态的转换三无故障连续动作及其他为了配合单元测试仪多次动作检查功能，故障模拟装置在设计中引入了是否设置故障的控制按键，并支持连续的状态转换。无故障连续动作可以检查测试仪本身作为测试仪自检的一部分，有利于定位故障。此外，为区分状态转换过程的起始状态，引入起始状态设定按键，同时无故障设置流程和故障设置流程可随意切换，增加了操作的灵活性。2 2 故障模拟装置的硬件设计硬件设计的结构原理如图3 所示。在硬件设计中，主要考虑驱动信号的数字化转换设计以及与测试仪之问的状态输出的接口设计。接口h卜接口1 处理器转换J转换 yr图3 硬什结构原理图一1 1 9 2 3 故障模拟装置的软件设计图4 软什流程图2 3 故障模拟装置的调试调试1 ：选择无故障输出流程。根据操作细则，设置为无故障模式，且根据需要设置起始状态。某型号单元测试仪选择动作测试功能后，启动运行，保险机构故障模拟装置将模拟正常保险机构，配合单元测试仪完成连续动作检查。调试2 ：选择故障设置流程。根据操作细则，设置为故障模式，且根据需要设置起始状态。同时参照表一设置故障按键。运行某型号单元测试仪选择动作测试功能后，启动运行，保险机构故障模拟装置将模拟保险机构故障，配合单元测试仪完成动作检查中的故障检测功能。在完成某次故障设定检测后，故障模拟装置将保持故障状态输出，直至重新设定故障或转为无故障设置流程。无故障设置流程和故障一1 2 0 设置流程可随意切换。3 故障模拟装置的设计结论通过对保险机构故障模拟装置的调试以及与某型号单元测试仪的配合测试保险机构故障模拟装置的设计达到了预期目的，为检验测试仪的测试功能提供了依据，从而为进一步确保保险机构的可靠性提供了依据。同时可以作为测试仪自检的一部分，有利于区分是保险机构的故障还是测试仪本身的故障，便丁故障的快速定位，有利丁其它相关工作的开展。参考文献 1 单片机实用技术问答) 谢宜仁等人民邮电出版社2 0 0 3 2 2 某型号单元测试仪技术资料 3 某型号电机式保险机构技术资料作者简介彭忐龙，男，汉族，工学顾上助理工程师，从事固体发动机测控技术的研究联系方式：航天科工集团第六研究院四十一所，呼和浩特1 0 5 5 信箱，邮编O 1 0 0 1 0 联系电话，0 4 7 1 - - 4 9 4 7 5 6 1 一1 2 l 一