[发明专利]一种自适应光学电控系统自检及故障诊断专家系统

说明书

技术领域

本发明涉及自适应光学系统领域，具体涉及自适应光学系统领域中电控系统的自检及故障诊断内容。

背景技术

自适应光学系统是一套大型的复杂系统，整个系统涉及光学、机械、电子、控制等不同领域，其中电子技术更是覆盖了自适应光学系统的采集-处理-矫正-观察等各个阶段。随着自适应光学技术的日益发展和成熟，自适应光学系统更是越来越多的应用在航天、医学、天文、工业等不同领域。自适应光学系统的高复杂度和广泛应用也对其电控系统的可靠性提出了更高的要求。同时对于自适应光学系统电控系统来说，系统模块众多且分散，应用环境复杂多变，系统内部状况也相当繁杂。所以对于电控系统运行状态的检查不仅浪费大量的人力物力，而且从系统的角度来讲也难以实施。并且国内自适应光学系统研制起步较晚，学科体系发展还不是很健全，对于电控系统的自检及故障诊断研究国内也很少。所以，在系统的日常使用过程中急需一种有效的易用的实时故障诊断及自检系统。基于以上考虑我们分析自适应光学电控系统的故障点，设计故障树，针对各故障点提供检测方法，并编写故障检测的人机操作界面。建立一套简化的自适应光学电控系统的故障诊断专家系统，具备对整个自适应光学电控系统的故障诊断功能。

发明内容

本发明为自适应光学系统电控系统提供了一种自检及故障诊断的方法设计。本发明的目的是可以通过系统的人机接口实现对自适应光学系统电控系统的故障检测及诊断并指导现场人员进行排查，保证电控系统有效运行。

本发明技术解决方案是基于自适应光学系统电控系统的故障树分析，建立了系统的自检及故障诊断专家系统，其主要包括人机接口模块、数据库模块，推理机模块，以及解释模块。所述的人机接口模块主要与数据库模块、解释模块、推理机模块相连。

进一步的，所述的数据库模块主要与推理机模块、人机接口模块、解释模块相连。数据库模块主要包括(1)系统预置数据库，预先编制存储光学系统电控系统故障识别处理专家知识；(2)管理分析模块，记录存储系统故障日志，系统故障维修记录，更新预置数据库中的故障处理办法。

进一步的，所述的推理机模块的主要功能包括(1)预先编辑设定诊断逻辑流程，当系统出现故障时提供给自检及故障诊断专家系统调用；(2)采用基于规则的自检及故障诊断专家系统：一般形式是：if<前提>then<结论>。

进一步的，所述的故障树分析可以详细表明可能造成系统故障的多种因素，判断系统设计薄弱环节，指导系统的自检及故障诊断专家系统设计。

进一步的，所述的自适应光学系统电控系统的自检及故障诊断的专家系统设计及诊断步骤如下：(1)分析系统故障，设计生成故障树；(2)根据故障树设计系统预置数据库；(3)系统实时采集光学系统、电控系统各硬件模块信息；(4)根据返回信息调用推理机模块判别系统是否存在故障；(5)若存在故障与知识库对比，获得处理办法，并且记录此次故障信息。

附图说明

图1为本发明自适应光学系统电控系统的自检及故障诊断的专家系统的组成示意图。

图2为自适应光学系统电控系统故障树示意图。

图3为自适应光学系统电控系统的自检及故障诊断的专家系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施进一步说明本发明。

如图1所示，自适应光学系统电控系统的自检及故障诊断的专家系统设计及诊断步骤如下：分析系统故障，设计生成故障树(如图2)；根据故障树设计系统预置数据库；系统实时采集光学系统、电控系统各硬件模块信息；根据返回信息调用推理机模块判别系统是否存在故障；若存在故障与知识库对比，获得处理办法，并且记录此次故障信息。

主要通过人机交互界面录入导出、显示故障信息，系统设计预置数据库属于数据库模块包含预先编制存储光学系统电控系统故障识别处理专家知识。数据库模块记录分析系统故障日志，系统故障维修记录，更新预置数据库中的故障处理办法。推理机模块预先编辑设定诊断逻辑流程，当系统出现故障时提供给自检及故障诊断专家系统调用；诊断流程主要通过系统命令获取故障模块的故障特征值，将特征值与系统预先设定的故障信息数据库进行比较，从而判断故障类型及故障位置；采用基于规则的自检及故障诊断专家系统：一般形式是：if<前提>then<结论>。

根据系统分析结果设计系统故障树如图2所示。其中序号所代表内容如表1所示。

表1

根据图2故障树示意图完成自检及故障诊断专家系统设计，该自检及故障诊断专家系统软件示意框图如图3所示。根据自适应光学系统电控系统的组成，考虑到系统的易用性和合理性，本发明将待检测的内容(即自适应光学系统电控系统)主要分为辅助模块，波前处理模块，数据传输模块三大部分。辅助模块主要包括电源系统，检查电源系统是否上电，继电器工作是否正常，输出电压是否正常等内容。波前处理模块主要包含波前处理机系统和高压驱动器系统两大部分，波前处理机系统中我们主要对其控制端以及数据接收端进行检测。主要检测波前处理机对于命令的发送和接收是否正常，检测数据和图像的接收是否正常。高压驱动器系统中我们除了要对控制端进行检测外还要对多路电压的返回进行检测，通过发送固定电压到高压驱动器系统，判断返回电压是否正常。在数据传输模块中我们主要检测网络交换机的配置是否正确，光纤交换机对于多路光纤信号的接收和分发是否正确。其中最主要的还是对相机转接系统的检测，检测数据转换卡接收相机数据是否正常，数据转换卡到相机的控制命令发送是否正常等等。