装甲车辆数据采集控制系统故障机理研究张伟鹏李光升摘要：装甲车辆数据采集控制系统是装甲车辆各系统中比较精密的系統，在其使用中受到恶劣环境的影响，该系统容易发生一系列故障，这些故障按类型可分为软故障和硬故障。故障的发生是由多种原因造成的，既与系统部件自身结构特点和功能特性有关，又受采集控制系统实际工作环境和工作条件的影响，要完全理解故障发生原因，就需要研究数据采集控制系统的基本结构和工作特性，分析各种常见的故障类型及故障发生机理。同时也为后续的故障检测定位提供一定的理论依据。本章以某型装甲车辆数据采集控制系统为例，将介绍数据采集控制系统的基本结构和工作特性，并列举常见故障类型及现象，对常见故障作机理分析。关键词：装甲车辆；数据采集控制器；故障机理DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.0341装甲车辆数据采集控制系统的硬件组成1.1装甲车辆数据采集控制系统的基本结构本文以某型装甲车辆的数据采集控制系统为例进行研究，图1所示为该系统的结构框图，数据采集控制系统是由驾驶员任务终端、采集控制器和机载传感器组三部分构成。驾驶员任务终端的位置一般安装在仪表盘上，是计算机控制系统，该系统主要包含嵌入式CPU模块、FPGA模块、电源控制模块、CAN通信模块、显示模块等，其任务主要是实现设备状态的监控、按键指令输入、将状态数据用仪表显示出来，具有良好的人机界面友好性。采集控制器属于下级控制器，里边包含调理版、开关板和通信板，主要实现负载的运作和关闭以及各传感器信号的采集和处理，是通过CAN总线与计算机控制系统实现数据交互的。机载传感器组主要有电源电压传感器、水温传感器、机油压力传感器、电路总开关、水温报警传感器、转速传感器、温度传感器、里程传感器等多种类型，各类型之间的工作原理均不相同，主要负责采集装甲车辆的运行状态数据。1.2装甲车辆数据采集控制系统的工作过程及特点根据图1所示，数据采集控制系统的工作过程分两种模式，第一种是当需要采集车辆运行参数时，传感器及其他的状态信号经由采集控制器处理，打开通信板运作，利用总线形式实现与驾驶员终端的通信，最终以虚拟仪表、位图、柱状图的形式显示出来；第二种是当驾驶员需要操纵某个负载（如三防设备，灭火抑爆设备）时，由终端发出按键指令，经采集控制器判别，打开控制负载动作的开关板，就能操纵负载，这一过程负载充当执行机构。装甲车辆数据采集控制系统各部件的精密程度较高，工作时一般处在强震动、高温、沙尘、严寒等恶劣环境下，通过部队调研、实地考察发现，数据采集控制系统在实际应用过程中最容易发生故障的部位是采集控制器电路板和机载传感器，因此本文主要对采集控制器电路板和机载传感器两个部件进行故障诊断方法研究。2采集控制器2.1采集控制器组成及工作过程数据采集控制器本质上是由调理板、通信板和开关板三种电路板组合成的一个复杂电路板系统。采集控制器是装甲车辆数据采集控制系统中的核心部件，它包括两个工作过程：信息采集过程和设备控制过程。（1）信息采集过程。根据信号的特征，主要是有两种信号，分别是：传感器信号与开关状态信号，由于信号特征不同，所以流经线路也不同。传感器信息：首先必须通过采集控制器调理板转化成数字信号，然后通过通信板转化成总线信号，通过总线，上传至驾驶员任务终端显示相关信息。开关状态信息：直接送至通信板，后面的线路与传感器一致。信息采集过程是，首先采集各类信息，经过采集控制器处理，最后在驾驶员任务终端上显示。（2）设备控制过程。首先是驾驶员任务终端通过内部电源管理程序，向采集控制器开关板发出指令，开关板通过控制口向负载供电，负载得电，开始工作，控制过程完成。控制的过程是驾驶员任务终端下达指令，采集控制器实施控制，最后负载执行相应的动作。2.2电路板故障类型采集控制器本身是由调理板、通信板和开关板组成的复杂电路板，而电路板的故障种类也是多种多样，对于电路板故障根据不同的原则也有着不同的分类方法。要想较为深入的分析研究采集控制器产生故障的原因，我们只能通过细致的辨识故障类型，这样以后才能确定采用何种故障...