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摘要：针对某型飞机试车时报飞控计算机MDAC故障，分析了飞控计算机的运行机理，结合实际故障现象研究故障原因，进行了故障定位与排除，为飞控计算机的修理提供了技术储备。
关键词：多路数模转换电路；飞控计算机；故障分析
Keywords：MDAC；flight control computer；fault analysis
0 引言
飛行控制计算机是飞机飞行控制系统的核心部件。当前，数字模拟多余度飞行控制计算机已广泛应用于多型飞机的飞控系统。飞控计算机主要由电源、机箱及多块印制板组成，用于处理飞控系统的全部模拟、数字及离散信号，实现控制律、余度管理、BIT、系统调度和故障告警等功能。
飞控计算机处理飞控系统的模拟、数字信号时，需要对信号进行多路数模转换（MDAC），将相应信号转换成可为执行机构接受的模拟信号。一旦数模转换模块发生故障，将引发转换的信号发生错误，导致飞控系统部分功能无法正常工作。
1 故障现象
一架飞机试车自检时报MDAC测试故障，故障代码为0002 TEST= MDAC STEP=HW10 DA2WA D/A2 EXP=+0.000VRms，+0.97VRms，MEAS=+0.102VRms。进行清故，故障消失；继续进行测试时故障偶发。
2 故障分析
2.1 故障排查过程
分析飞行控制计算机运行机理，结合实际故障现象，对飞行控制计算机进行常温性能测试，故障未复现。继续对其进行长时间加电测试，加电1h后，进行PBIT的MDAC相关性能测试，报出MDAC故障，故障复现。故障代码如图1所示。
根据故障现象，梳理出故障树（见图2），可能的故障点为：插针松动，接触不好；柔性电缆断裂；IOC板数模转换电路失效；电源模块的1800Hz功能模块MDAC输出电压异常。
针对故障点进行以下工作：
1）检查前面板插座的16针（A针～S针），导通良好。
2）测量前面板插座与母板插座之间柔性电缆的导通性能，性能良好。
3）对IOC板数模转换电路进行测量，输入输出信号均未发现异常；更换该IOC板后测试，故障依旧。具体电路图如图3所示。
4）对1800Hz功能模块MDAC输出电压进行测量，发现交流传感器输出电压异常，输出值应为2.3～2.5V，实测值为2.52V。
2.2 故障原因分析
可能导致飞控计算机电源模块1800Hz功能模块MDAC输出电压故障的原因有：电源插座接触不良、数模转换器芯片故障、运算放大器芯片故障。
1）电源插座接触不良
对电源插座1800Hz功能模块相关信号进行阻抗测试，测试合格；利用X射线电子线路分析仪对插座的线路进行检测，插座状态良好，故排除插座虚焊接触不良引起1800Hz功能模块故障的可能性。
2）数模转换器芯片故障
该数模转换器芯片U7的主要功能是：当被寻址时，将EPROM U4存储在A0～A7的8位正弦值逐个连续地驱动U7数模转换器DAC，运放U8的输出端，将数字量转换为模拟量，相当于一个电流电压变换器精密基准源U9为U7提供5V基准电压，使输出保持稳定。将U8的输出端与正常模块进行对比测量，输出的测量值相同，精密基准源U9为U7提供5V基准电压也正常，故排除数模转换器芯片故障的可能性。电路图如图4所示。
3）运算放大器芯片故障
该运算放大器芯片U5的主要功能是：与Q4、Q5组成一个带有稳定反馈的高线性度互补推挽放大，由±11V供电（此电压来自电源功率模块）产生7V输出，经U5和R58、R65分流，实现限流保护。对U5输出端进行测量，发现该7V输出在长时间加电的情况下偶尔会出现一个+0.4V的波动电压，这也印证了该故障是一个偶发故障，因此怀疑该故障是由于运算放大器芯片性能失效所致，电路图如图4所示。
3 故障排除及试验验证
更换该运算放大器芯片U5后，再次进行长时间加电测试，测试结果合格。
为验证上述分析的准确性，对该飞控计算机在航电实验室及机上试车，多次进行其相关性能检查，确认MDAC故障消失，证明了上述分析的准确性。
4 结束语
电子器件经过长时间的装备使用后故障率较高，发生故障的时机也不确定。本文通过分析飞行控制计算机运行机理，结合实际故障现象，对故障进行梳理分析研究。通过利用X射线电子电路分析仪及短路分析仪等仪器，实现了故障定位与排除，最后通过试验验证印证了故障原因，为飞控计算机的修理提供了技术储备。
参考文献
[1]刘建安，钱正在.飞行控制系统[Z].空军第一航空学院，2001.
[2]布莱恩. L.史蒂文斯（美）.飞机控制与仿真[M].北京：航空工业出版社，2017.
[3]某型飞机技术说明书[Z]. 2003.
作者简介
史增辉，工程师，主要从事航空飞机飞行控制系统修理技术研究。
张丽，工程师，主要从事航空飞机飞行控制系统修理技术研究。
吴倩倩，工程师，主要从事航空飞机飞行控制系统修理技术研究。
关键词：多路数模转换电路；飞控计算机；故障分析
Keywords：MDAC；flight control computer；fault analysis
0 引言
飛行控制计算机是飞机飞行控制系统的核心部件。当前，数字模拟多余度飞行控制计算机已广泛应用于多型飞机的飞控系统。飞控计算机主要由电源、机箱及多块印制板组成，用于处理飞控系统的全部模拟、数字及离散信号，实现控制律、余度管理、BIT、系统调度和故障告警等功能。
飞控计算机处理飞控系统的模拟、数字信号时，需要对信号进行多路数模转换（MDAC），将相应信号转换成可为执行机构接受的模拟信号。一旦数模转换模块发生故障，将引发转换的信号发生错误，导致飞控系统部分功能无法正常工作。
1 故障现象
一架飞机试车自检时报MDAC测试故障，故障代码为0002 TEST= MDAC STEP=HW10 DA2WA D/A2 EXP=+0.000VRms，+0.97VRms，MEAS=+0.102VRms。进行清故，故障消失；继续进行测试时故障偶发。
2 故障分析
2.1 故障排查过程
分析飞行控制计算机运行机理，结合实际故障现象，对飞行控制计算机进行常温性能测试，故障未复现。继续对其进行长时间加电测试，加电1h后，进行PBIT的MDAC相关性能测试，报出MDAC故障，故障复现。故障代码如图1所示。
根据故障现象，梳理出故障树（见图2），可能的故障点为：插针松动，接触不好；柔性电缆断裂；IOC板数模转换电路失效；电源模块的1800Hz功能模块MDAC输出电压异常。
针对故障点进行以下工作：
1）检查前面板插座的16针（A针～S针），导通良好。
2）测量前面板插座与母板插座之间柔性电缆的导通性能，性能良好。
3）对IOC板数模转换电路进行测量，输入输出信号均未发现异常；更换该IOC板后测试，故障依旧。具体电路图如图3所示。
4）对1800Hz功能模块MDAC输出电压进行测量，发现交流传感器输出电压异常，输出值应为2.3～2.5V，实测值为2.52V。
2.2 故障原因分析
可能导致飞控计算机电源模块1800Hz功能模块MDAC输出电压故障的原因有：电源插座接触不良、数模转换器芯片故障、运算放大器芯片故障。
1）电源插座接触不良
对电源插座1800Hz功能模块相关信号进行阻抗测试，测试合格；利用X射线电子线路分析仪对插座的线路进行检测，插座状态良好，故排除插座虚焊接触不良引起1800Hz功能模块故障的可能性。
2）数模转换器芯片故障
该数模转换器芯片U7的主要功能是：当被寻址时，将EPROM U4存储在A0～A7的8位正弦值逐个连续地驱动U7数模转换器DAC，运放U8的输出端，将数字量转换为模拟量，相当于一个电流电压变换器精密基准源U9为U7提供5V基准电压，使输出保持稳定。将U8的输出端与正常模块进行对比测量，输出的测量值相同，精密基准源U9为U7提供5V基准电压也正常，故排除数模转换器芯片故障的可能性。电路图如图4所示。
3）运算放大器芯片故障
该运算放大器芯片U5的主要功能是：与Q4、Q5组成一个带有稳定反馈的高线性度互补推挽放大，由±11V供电（此电压来自电源功率模块）产生7V输出，经U5和R58、R65分流，实现限流保护。对U5输出端进行测量，发现该7V输出在长时间加电的情况下偶尔会出现一个+0.4V的波动电压，这也印证了该故障是一个偶发故障，因此怀疑该故障是由于运算放大器芯片性能失效所致，电路图如图4所示。
3 故障排除及试验验证
更换该运算放大器芯片U5后，再次进行长时间加电测试，测试结果合格。
为验证上述分析的准确性，对该飞控计算机在航电实验室及机上试车，多次进行其相关性能检查，确认MDAC故障消失，证明了上述分析的准确性。
4 结束语
电子器件经过长时间的装备使用后故障率较高，发生故障的时机也不确定。本文通过分析飞行控制计算机运行机理，结合实际故障现象，对故障进行梳理分析研究。通过利用X射线电子电路分析仪及短路分析仪等仪器，实现了故障定位与排除，最后通过试验验证印证了故障原因，为飞控计算机的修理提供了技术储备。
参考文献
[1]刘建安，钱正在.飞行控制系统[Z].空军第一航空学院，2001.
[2]布莱恩. L.史蒂文斯（美）.飞机控制与仿真[M].北京：航空工业出版社，2017.
[3]某型飞机技术说明书[Z]. 2003.
作者简介
史增辉，工程师，主要从事航空飞机飞行控制系统修理技术研究。
张丽，工程师，主要从事航空飞机飞行控制系统修理技术研究。
吴倩倩，工程师，主要从事航空飞机飞行控制系统修理技术研究。