第12卷第4期军械工程学院学报VOl.12NO.4年月200012JournalofordnanceengineeringCollegeDec.2000基于FMECA的某型雷达系统故障分析!孟亚峰蔡金燕王格方（军械工程学院光学与电子工程系，石家庄050003）摘要：故障模式、影响及危害性分析（简称FMECA）是提高系统可靠性的一种有效的工具。在雷达系统故障分析中运用FMECA方法，通过计算机辅助程序实现了故障分析的预测分析和定量分析。与传统的故障分析方法相比，该方法能够避免分析中的盲目性和主观性，可以获得更为准确的分析结果。关键词：FMECA；故障分析；可靠性；雷达中图分类号：TN956文献标识码：A学科分类代码：TN文章编号：1008-2956（2000）04-0020-04随着新型雷达的不断列装，雷达装备的复杂程度越来越高，为保证其可靠运行，故障分析是一个必不可少的重要环节。故障分析分为事前分析和事后分析。传统的事后分析是装备在使用过程中发生故障后，工程技术人员凭借自己的经验和理论知识，并借助必要的检测设备，完成故障诊断，找出故障原因。这种方法已经很难适应新装备的要求，迫切需要把事前分析引入到装备的故障分析中，事前分析是指在产品的设计过程中的预测分析，如进行可靠度预计、故障模式影响及危害性分析（FailureMOde，EffectandCriticalityAnalysis，简称FMECA）、故障树分析（FTA）等。从而把装备的固有可靠性和故障分析有机地结合起来，提高故障分析的准确度和效率，保证装备的可靠运行和完好率。本文介绍FMECA法在雷达系统故障分析中的应用。FMECA是失效模式分析（FMA）、失效影响分析（FEA）和失效危害性分析（FCA）三种分析方法的总称，是一种自下而上的分析方法，通过用危害度进行定量分析。FMECA法主要包括：查清已知的和潜在的失效模式，分析其原因和后果，估计其危害程度，采取改进措施，以提高整个系统可靠性。1雷达系统RBD框图为了描述雷达系统中各子系统的工作情况、相互影响及相互依赖关系，以便可以逐层分析故障模式产生的影响，需要建立可靠性（RBD）方框图，RBD方框图表明各子系统之间可靠性的关系。通过RBD框图对组成雷达的各子系统进行故障分析，明确其故障对系统更高一层性能的影响。某型雷达系统RBD框图如图1所示，从可靠性意义出发，组成雷达结构的发射、接收、天控、显示和电源子系统均为串联框图如图1所示，从可靠性意义出发，组成雷达结构的发射、接收、天控、显示和电源子系统均为串联结构。接收子系统中前置放大器、本机震荡器、混频器、中频放大器、检波器等各单元也均为串联结构（由于篇幅所限，只画出了接收机的前置放大器部分）。显示器40及50是冗余（主动）装置、本机震荡器20A2及20A3是冗余（备用）装置，属于并联结构。2系统FMECA的计算在RBD图的基础上，要对系统进行FMECA分析，首先要了解组成其结构的各种元器件的故障率以!国家自然科学基金项目（项目编号：69971026）收稿日期：2000-07-11孟亚峰：男1970年生硕士研究生讲师第4期孟亚峰等：基于FMECA的某型雷达系统故障分析21雷达Z1020304060发射机接收机天线显示器电源!来自电站的输入50显示器20A120A320A420A520A620A7前置放大器本机震荡器混频器中频放大器检波器图象20A3元器本机震荡器件图1雷达的可靠性框图示例及该元器件典型的故障模式及相应的故障模式频数比。各种电子元器件的故障率可通过可靠性预计!1得到，可以需要根据实际情况加以修正。故障模式频数比表示元件将以故障模式发生故障的百分"jj比，该元件所有故障模式对应的值的总和等于。故障影响概率是分析人员根据经验判断得到的，"j1#j它是系统以故障模式发生故障而导致系统任务丧失的条件概率。的值通常按如下规则进行定量估j#j计：系统任务实际丧失，；系统任务很可能丧失，；系统任务有可能丧失，；系统#j=10.1"#j"10"#j#0.1任务无影响，。#j=0在此基础上定义元器件的故障模式对系统的危害度：mjCmjCmj=!1"mj#mj式中为元器件的故障率；为元器件在故障模式时的故障模式频数比；为元器件在!1m"mjmj#mjm故障模式时的故障影响概率，也就是如果该元器件发生型故障时导致系统发生故障的概率。系统危jj害度可按下式计算：Cr77Cr=$$Cmjm=1j=1式中为系统中所有元器件数之和；为元器件所有故障模式之和。$m$jm有了元器件的故障率、对系统的故障影响概率及