系统诊断的目的是对故障进行处理，及时定位故障点，在当前控制器无法剔除故障时，通过系统重构完成刹车过程。由于系统采用电气交叉双冗余设计，使得系统重构时更加灵活，并使系统容错能力显著提高。
2.5.1系统重构
系统的故障检测对象为指令传感器、速度传感器、伺服阀传感器、刹车控制器等。针对刹车系统A 和B的电气流通图形，建立系统加权边有向图形模型[11]，如图5 所示。图中每个被检测器件如传感器、控制器等等，可以看成有向图的(Vertices)；每条信号流图可以看成有向图形的边(Edges)；走过此边所在路径的代价即权值(Weighted)，通过信号流通时人为认定的安全等级所确定。系统的重构即为在对应系统建立的加权有向图形中寻找1 条以速度传感器和指令传感器为起点，以伺服阀为终点的最短路径问题。可以看出从①③→⑤→⑦的路径具有最小的加权值，即为最短路径。当使用路径中某一个器件出现故障时，系统重构相当于将其对应点及其所有连接的边清除后继续寻找[12?14]
从图5 可见：交叉冗余控制系统的硬件完全一致。若对应于控制器A 的指令传感器出现故障，此时若继续采用控制器A，就需依靠控制器B 对指令信号采集后通过双机通讯传入控制器A 处理，通讯获取关键数据影响了系统的实时性，还增加了系统故障概率，这样的信号获取方法具有高度不可靠性。因而，通讯的权值较大。当A 控制系统中出现传感器故障后，系统立即切换到B 系统工作只有在
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A 和B 系统都出现故障且故障不为同一个故障点时，才采用通讯交换关键数据的模式。系统重构的情况如表2 所示，其中：“1”表示正常；“0”表示故障；“×”表示任意状态。“重构路径”见图5。
表2 所示结果为按照加权值排列的信号流通路径，序号对应该路径的优先级，序号越小，表明优先级越高。表2 中第1 行为A 系统完好无故障时的系统重构情况；第2 行为A 系统有故障控制器B 及其传感器正常的重构情况；第3~9 行为部分一次故障或多次故障时的系统重构情况；若出现其他不在上述状态中的情况，则立即切换到应急刹车处理并且报警。在系统发生故障后，系统优先采用优先级高的路径重构系统。
2.5.2 系统重构算法
设i，s，v，c 和t 分别表示指令传感器、速度传感器、伺服阀传感器、控
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制器和通讯通道的状态，X表示系统故障状态；并设“1”表示正常；“0”表示故障，下标A 和B 表示2 个系统对应的电气通路。
情况1：当且仅当系统A 各个部分均正常，系统能够正常使用系统A 通道时，无需与系统B 通讯即可完成刹车操作，则系统工作状态表示为：
X = iA ? sA ? vA ? cA 此时，X=1。
情况2：当且仅当系统B 各个部分均正常，系统能够正常使用系统B 通道时，无需与系统A 通讯即可完成刹车操作，此时A 系统故障与否无关紧要，则系 统工作状态表示为：
X = iB ? sB ? vB ? cB 此时，X=1。
情况3：当系统A 某一点出现故障时，2 个系统中至少每一种传感器有1 条电气通路正常，且控制器B 正常和控制器之间通讯线路畅通，系统可以完成刹 车操作，则系统工作状态表示为：
X = (iA + iB ) ? (sA + sB ) ? (vA + vB ) ? cAcBt 此时，X=1。
综上所述，系统工作状态表达式为：
X = (iA + iB ) ? (sA + sB ) ? (vA + vB ) ? cAcBt + iA ? sA ? vA ? cA + iB ? sB ? vB ? cB
当X=1 时，表示系统正常工作；当X=0 时，表示系统无法正常工作，此时需要切换到应急刹车控制并且报警。情况1 和2 实际上是情况3 的特例[15]。
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2.6试验结果分析
根据上述故障诊断方法和重构算法设计了智能故障诊断与重构防滑刹车系统，并在航空专用试验基地进行惯性台地面模拟试验。模拟条件为湿跑道、单轮。 实验过程为：系统开始刹车5 s 后立即连接右主指令传感器A 与激励来模拟控制系统A 的输入故障；连接伺服阀线圈B 与地面来模拟控制系统B 的输出故障。在仅有主、备的控制系统中，当主、备系统同时存在故障时，控制系统无法工作，需要切换到硬件刹车。而在交叉冗余系统中，系统能完成正常刹车过程。试验结果如图6 所示。
从图6 可知：当系统A 出现输入故障，同时系统B 出现输出故障时，系统能够及时分析故障、定位故障、重构系统来完成刹车过程。与正常刹车相比，故
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障刹车时的刹车效率、刹车力矩基本一致，系统的可靠性和安全性能较高。 2.7结论
(1) 根据“先检测故障，后定位故障，继而处理故障”的方式，采用BP 神经网络专家系统对刹车系统进行故障分析、处理，能精确地完成故障定位。
(2) 通过对系统建立的加权有向图模型来重构系统，提高了重构效率、系统的安全性和可靠性。
(3) 在控制系统A 和B 同时出现故障时，该刹车系统能通过系统内部通讯等方式交叉交互数据，完成正常刹车过程，而不必切换到应急刹车。此故障检测 方法和重构算法在惯性台测试中，无故障刹车与故障发生后刹车的时间及刹车效率均相当，而刹车距离等有微小差别。
第三章飞机防滑刹车系统检测装置的研究和设计
飞机防滑刹车系统是飞机重要的机载设备，对飞机的起飞和安全着陆起着重要的作用，防滑刹车系统性能的好坏直接影响到飞机及机载人员的安全，而性能必须有专门的设备进行测试[1]。我国对防滑刹车控制系统的研究已有很长一段时间，效果良好，但是对防滑刹车系统进行测试的研究却不多，本文针对国内某机型防滑刹车系统而研制的检测装置，能够快速检测防滑刹车控制盒以及刹车系 统相关附件的故障信息，具有快速化、便携式、微型化、低成本、智能化等
3.1检测装置的组成和功能介绍
3.1.1主要组成
检测装置由检测盒和接口盒两部分组成。检测盒是整个检测装置的控制、处理核心部分，以DSP(TMS320LF2407)作为微控制器，实现信号采集、通信、人机接口、检测数据存储(掉电不丢失)等功能；接口盒作为检测装置和飞机刹车系统
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