多传感器监测飞机部件非线性退化评估

飞机部件一般采用多传感器进行状态监控,针对退化过程具有非线性特征的民机典型部件剩余寿命（RUL）预测及评估问题,首先建立了部件性能参数的一般非线性Wiener退化过程,推导出基于多传感器监测数据的剩余寿命预测框架和概率密度函数,随后利用状态空间模型进行隐退化状态估计并同时利用最大期望算法（EM）实现参数递推估计,最后形成了飞机部件多传感器监测下的剩余寿命非线性退化评估方法。通过数值仿真案例和民航发动机剩余寿命预测案例,对比线性退化模型和基于单一传感器监测数据的非线性退化模型,验证了所提方法在提高剩余寿命预测精度的有效性,可为飞机及其部件的剩余使用寿命预测和视情维护决策提供技术支撑。     

基于平衡流形展开模型的航空发动机健康参数估计

为提高航空发动机健康参数实时估计的精度,结合非线性卡尔曼滤波器从底层模型方面进行改进。以航空发动机部件 级模型为基础,提取运行数据,采用线性拟合法求解系数矩阵,建立传统状态空间模型;采用BP神经网络拟合调度参数,建立设计 点处包含健康因子的平衡流形展开（EME）模型。基于EME模型分别采用扩展卡尔曼滤波器和无迹卡尔曼滤波器进行多种参数 退化模式下的数值仿真估计。仿真结果表明：得益于EME模型对非线性系统的良好近似性,各参数退化模式下的估计结果准确, 稳态误差不超过3%;与采用部件级模型作为底层模型的方案相比,该方案的估计速度提升了1个量级。验证了基于航空发动机 EME模型结合非线性卡尔曼滤波器进行健康参数估计方法的实际可行性。     

基于记忆融合模式的多无人机分散式协同导航方法

针对多无人机协同交互过程中存在的通信时滞问题，提出基于记忆-融合的多无人机分散式协同导航算法。在无人机惯性和全球卫星导航系统（GNSS）紧组合导航框架基础上，建立含时滞影响的系统状态向量，并对系统状态误差及其方差进行推导，进一步构建关于各无人机状态的最优估计模型，并基于状态误差方差最小准则对状态进行最优估计。建立了基于机间相对测量的多无人机分散式协同导航算法，提出了基于记忆融合模式的时滞处理方法。在GNSS可获取及拒止环境下进行多无人机协同导航仿真与实验测试，结果表明，所提出的基于记忆-融合的分散式协同导航算法能有效补偿通信时滞造成的精度损失，有效提高定位精度。     

复合材料层压板损伤扩展仿真分析

利用有限元法，以Tsai-Wu失效准则为损伤判据，以Hashin分类准则为损伤类型判据，结合特定的几种刚度削减方法，建立了复合材料层压板损伤仿真模型，并利用其对螺栓连接中应用的复合材料层压板在压缩载荷作用下的破坏过程进行了数值模拟，最终得到该层压板的极限承载能力。通过对比刚度完全退化法、刚度部分退化法和刚度细化退化法分析结果与实验数据的差异，表明部分退化法和细化退化法具有较高的计算精度和效率．     

离散系统LMI滤波技术

给出了一种离散系统最优滤波器的线性矩阵不等式（ＬＭＩ）设计方法。在系统干扰噪声能量有界情况下，将有约束的滤波问题转换为无约束的最优状态估计问题。利用ＬＭＩ方法给出了最优无偏滤波器存在的充分必要条件，所得滤波器的阶数小于系统状态个数。将ＬＭＩ方法应用于飞机飞行试验数据处理中，分析了实际飞行条件下飞机运动的模型，并对该模型进行扩展线性化处理，得到了一个较易实现的ＬＭＩ滤波算法。仿真结果表明，所提出的算     

基于振动监测的部件状态维修与备件订购联合决策

基于部件振动信号的退化特征易受噪声影响而无法准确反映其运行状态,提出一种同时考虑退化特征和故障特征的部件状态维修模型。首先,基于自适应奇异谱分解建立递进式故障特征识别方法;其次,采用比例风险模型描述部件可靠度演化过程,建立以累计故障特征识别次数为备件订购阈值、以维修成本率为优化目标的联合维修模型;最后,以滚动轴承加速寿命试验数据为例对本文方法进行验证。结果表明,自适应奇异谱分解(SSD)方法对不同信号的诊断准确率更高,有效降低了维修过程中的人工诊断次数。以累计故障特征识别次数为备件订购阈值的联合决策方法可以弥补退化特征阈值在部件退化过程中不具有唯一性的不足,进而获得最优维修成本率。     

一种基于模糊遗传算法的多传感器多目标跟踪数据关联算法

基于模糊遗传算法发展了一种新的数据关联算法。数据关联的静态部分靠一个模糊遗传算法来得出量测组合序列和S-D分配的m个最优解。在数据关联的动态部分，将得到的S-D分配的m个最优解在一个基于多种群模糊遗传算法的动态2D分配算法中依靠一个卡尔曼滤波估计器估计出移动目标各个时刻的状态。这一基于分配的数据关联算法的仿真试验内容为被动式传感器的航迹形成和维持的问题。仿真试验的结果表明该算法在多传感器多目标跟踪中应用的可行性。另外，对算法发展和实时性问题进行了简单讨论。     

具有丢包补偿的分布式一致性融合估计器

研究了具有随机丢包的网络化分布式一致性估计问题。丢包现象存在于各节点间局部状态估计值的传输过程中,引入一组服从Bernoulli分布的随机变量来描述。当发生丢包时,以融合节点前一时刻融合估计值的一步预测值进行补偿。建立了以估计器增益为决策变量,以所有传感器有限时域下状态融合估计误差和为代价函数的优化问题。在给定一致性权重下,通过最小化代价函数的上界得到了一组次优的估计器增益,并给出了融合估计器渐进稳定的充分条件。最后,通过算例仿真验证了算法的有效性。     

复杂退化系统的组合维修策略优化

由于现有视情维修研究中没有考虑定期维护的影响,无法准确反映定期维护下的系统性能退化规律,因而不利于合理制定定期维护与视情维修组合的维修策略。针对该问题,重点开展了该组合维修策略下的性能退化建模与维修决策研究。通过结合组合维修策略下的性能退化特点,从失效机理出发,利用复合Poisson过程建立了性能退化模型,并通过退化强度函数描述了仅恢复累积性能退化量而不改变性能退化规律的维修效果。同时,分析了该条件下的可靠度函数,说明了其具有阶梯型变化和突变性的特性。基于性能退化模型,建立了长期运行条件下以费用率最低为目标、失效风险为约束的组合维修决策优化模型,并求解确定了最优维护周期和预防性维修阈值。通过数值分析,描述了费用率随维修策略值变化的规律,说明了优化解的存在性。同时,通过与系统自身寿命规律比较,说明采用该优化模型,可以有效地延长系统的使用时间,实时控制失效概率,确保其具有较高的安全等级,进而有效地降低维修费用。     

海军战术导弹状态转移时间计算模型

状态转移时间值的大小主要由测试准备时间、因部件失效或故障而引起的维修时间等决定的。文中以完成状态转移的贮存导弹为研究对象,提出了基于贮存可靠性的状态转移时间概念,建立了基于多层次PERT-Peru网的状态转移模型,用该模型描述和仿真贮存导弹状态转移流程,利用仿真算法计算了导弹武器作战效能评估的重要参数之———基于贮存可靠性的状态转移时间。     

基于贮存退化机理的长贮产品序贯检测方法

为了确定发动机等长贮产品满足一定贮存可靠度要求的最优检测方式,提出了基于贮存退化机理的序贯检测方法.分析了长贮产品贮存寿命的退化机理,即不可修部件的自然老化和可修部件的检测均可能造成贮存寿命的退化;然后基于贮存退化机理给出了Weibull分布产品贮存可靠度模型及模型参数估计的最小二乘方法;进一步,根据贮存可靠度要求,给...     

制造符合性检查中产品验收软件检查要点研究

从型号合格审定阶段制造符合性检查的一般要求出发,结合相关的行业通用标准和质量控制系统要求,对型号合格审定阶段制造符合性检查中产品验收软件的检查进行研究,提出了针对产品验收软件检查的主要关注要点,为对运用产品验收软件的民用航空产品及其零部件开展制造符合性检查提供参考.     

An adaptive-order particle filter for remaining useful life prediction of aviation piston pumps

An accurate estimation of the remaining useful life (RUL) not only contributes to an effective application of an aviation piston pump, but also meets the necessity of condition based maintenance (CBM). For the current RUL evaluation methods, a model-based method is inappropriate for the degradation process of an aviation piston pump due to difficulties of modeling, while a data-based method rarely presents high-accuracy prediction in a long period of time. In this work, an adaptive-order particle filter (AOPF) prognostic process is proposed aiming at improving long-term prediction accuracy of RUL by combining both kinds of methods. A dynamic model is initialized by a data-driven or empirical method. When a new observation comes, the prior state distribution is approximated by a current model. The order of the current model is updated adaptively by fusing the information of the observation. Monte Carlo simulation is employed for estimating the posterior probability density function of future states of the pump’s degradation. With updating the order number adaptively, the method presents a higher precision in contrast with those of traditional methods. In a case study, the proposed AOPF method is adopted to forecast the degradation status of an aviation piston pump with experimental return oil flow data, and the analytical results show the effectiveness of the proposed AOPF method.     

基于改进AHP的民机结构偶然损伤检查间隔的研究

确定飞机结构偶然损伤检查间隔是制定飞机结构维修大纲的关键问题之一。在国内缺乏相关使用数据的前提下,经过对多种机型维修大纲制订政策和程序手册以及国际主流机型维修大纲的研究,分析了飞机结构偶然损伤的影响因素,建立了相应的评价指标体系,研究了基于粗糙集理论和层次分析法(AHP)的指标权重确定方法,在此基础上,应用综合评价等级和间隔的对应关系,建立了飞机结构偶然损伤维修间隔的制定方法。最后对某机型飞机的重要结构项目进行实例分析,效果良好。     

A hybrid deep neural network based on multi-time window convolutional bidirectional LSTM for civil aircraft APU hazard identification

Safety is one of the important topics in the field of civil aviation. Auxiliary Power Unit(APU) is one of important components in aircraft, which provides electrical power and compressed air for aircraft. The hazards in APU are prone to cause economic losses and even casualties. So,actively identifying the hazards in APU before an accident occurs is necessary. In this paper, a Hybrid Deep Neural Network(HDNN) based on multi-time window convolutional neural network-Bidirectional Long Short-Term M...     

基于多性能参数的民用航空发动机 实时性能可靠性预测

以民用航空发动机为研究对象,运用性能退化可靠性理论,对发动机的性能可靠性进行了研究.通过分析发动机性能退化过程,利用状态空间方法建立了时变性能退化模型,并通过卡尔曼滤波对性能趋势进行预测;然后考虑各性能参数之间的相关性,运用随机过程理论建立了基于多性能参数的实时性能可靠性预测模型,从而对发动机的退化时间进行实时预测;最后通过实例证明该方法是有效的,并且易于工程实现,同时,也为航空公司进行发动机机队科学管理提供了基础.      

基于Wiener过程的民用航空发动机性能可靠性预测

通过对民用航空发动机性能退化数据的分析,提出了一种有效融合先验退化数据和现场退化数据的性能可靠性评估和剩余寿命预测方法.首先在先验退化数据的基础上确定Wiener过程参数的先验分布,然后利用贝叶斯方法融合新增的现场数据,对Wiener过程参数进行更新,并在此基础上对单台发动机进行性能可靠性评估和剩余寿命预测.该方法能根据现场退化数据不断地对可靠性和剩余寿命进行更新.最后通过某航空公司发动机性能退化数据验证文中提出的方法,结果表明41号发动机在2000循环和3000循环时预测的剩余寿命相对误差分别为0.060和0.018,可以满足航空公司发动机下发计划制定的实际需要.      

民用航空发动机航线维修专家系统设计分析

为了缩短民用航空发动机航线维修的时间,提高航线维修效率,降低航班延误率,针对民用航空发动机航线维修工作的特点,提出了基于故障特征利用模糊技术建立专家系统的模糊知识库,并结合智能检索技术建立民用航空发动机航线维修专家系统的方法,该方法能够提高专家系统解决问题的准确性和时效性。重点阐述了专家系统模糊知识库构建和智能检索技术的逻辑思路。相比于以关键故障特征为知识点建立的数据库,模糊知识库包含了更全面的故障特征知识。智能检索基于概念或语义检索,相比于关键词检索,对自然语言有更好地理解,便于航线维修工作人员使用。     

A mask R-CNN based method for inspecting cable brackets in aircraft

In the aviation industry, cable bracket is one of the most common parts. The traditional assembly state inspection method of cable bracket is to manually compare by viewing 3D models. The purpose of this paper is to address the problem of inefficiency of traditional inspection method. In order to solve the problem that machine learning algorithm requires large dataset and manually labeling of dataset is a laborious and time-consuming task, a simulation platform is developed to automatically generate synthetic realistic brackets images with pixel-level annotations based on 3D digital mock-up. In order to obtain accurate shapes of brackets from 2D image, a brackets recognizer based on Mask R-CNN is trained. In addition, a semi-automatic cable bracket inspection method is proposed. With this method, the inspector can easily obtain the inspection result only by taking a picture with a portable device, such as augmented reality (AR) glasses. The inspection task will be automatically executed via bracket recognition and matching. The experimental result shows that the proposed method for automatically labeling dataset is valid and the proposed cable bracket inspection method can effectively inspect cable bracket in the aircraft. Finally, a prototype system based on client-server framework has been developed for validation purpose.     

民航企业大文化战略及经济学意义

中国民航市场化道路的历程非常短暂，面对WTO这一全新的环境与条件，必须从企业大文化战略的高度，调整自身与整个世界发展背景的关系。提出民航企业大文化战略不仅限于重视企业文化建设，而是在此基础上从整体、长远、综合的角度考虑发展目标、实现目标的可能性及具体途径。阐述了实施大企业文化战略的3个原因，即不同文化类型的综合化，消费水平的高层次化，社会文化的企业化。