航空电子设备研制的测试性设计考虑

测试性是航空电子设备基本设计特性,测试性设计的好坏直接决定了航空电子设备感知自身状态(正常、故障和降级)并自动隔离内部故障的能力。从全寿命周期费用探讨了民用飞机航空电子设备开展测试性设计的必要性,给出了民用飞机研制过程中航空电子设备通用测试性设计、机内测试设计和电路及元器件的测试性设计考虑。实践证明航空电子设备开展测试性设计能有效提高民用飞机的功能安全性和维修经济性。     

航空电子的故障预测与健康管理技术

分析了引发航空电子设备故障的各种因素;详细讨论了航空电子设备全寿命周期内的故障预测与健康管理（PHM）技术,包括故障检测与健康监测、健康信息处理、故障预测和余寿评估;还介绍了基于健康信息综合管理的航空电子PHM系统的设计。     

一起晶振失效引起飞机系统故障的分析研究

晶体振荡器作为航空电子设备精密时频计量的核心部件,其性能直接决定了航空电子设备工作的可靠性和稳定性。本文通过对一起典型的晶振失效引起的机载系统故障进行分析、梳理和总结,最终定位为航空电子设备内部模块晶振失效并予以解决,为后续相似故障的排除提供了参考思路。     

对HB 7089-94中几个问题的探讨

ＨＢ７０８９《航空电子设备完整性大纲要求》提出了一些新颖的概念,提供了一套科学的设计方法和管理程序,开辟了提高航空电子设备质量的新途径。概括介绍了航空电子设备完整性大纲的主要内容及其所要求的分析和试验工作。分析对比了完整性与可靠性在定义、属性、失效机理、故障模式、维修策略、分析和试验要求,以及完整性大纲与可靠性大纲在目标、要求、内容方面的主要差别。指出完整性和可靠性都是设备的一种特性,而前者涵盖了后者。编制、实施ＡＶＩＰ和可靠性大纲是提高航空电子设备质量的不同途径,对于任务和安全关键设备而言,实施ＡＶＩＰ效果更好。     

电子设备故障预测与健康管理技术发展新动态

电子设备是各类航空、航天等高新技术装备必不可少的重要组成部分。与机械类设备存在明显退化状态征兆不同，电子设备退化状态无明显的外在表现，尚无有效征兆对其状态进行刻画，对其进行故障预测与健康管理存在一定的困难。针对该问题，梳理了电子设备故障预测与健康管理技术的基本概念和内涵，介绍了电子设备故障预测与健康管理技术的国内外研究现状，分析了当前复杂电子设备故障预测与健康管理技术面临的挑战和对策。在此基础上，结合未来复杂电子设备新特点及该领域最新研究进展，从基于间歇故障特征的健康状态表征、面向故障预测与健康管理的测试性设计和多源特征融合的健康状态评估等方面，提出了电子设备故障预测与健康管理技术发展的新方向。     

基于小波变换的容差电路故障诊断

针对目前模拟电路中电子元器件存在的容差与非线性导致电路故障难以检测的现状,设计了适用于诊断由器件超出容差所引起的模拟电路故障的小波分析诊断方法。通过设定故障进行蒙特卡罗容差实验,采用小波神经网络,对故障输出信号进行小波分析提取其小波高频系数参量,经PCA分析和归一化后形成训练特征向量,并经过BP神经网络训练后,故障信号通过小波神经网络后能够快速精准的对故障器件进行定位。通过大量样本进行仿真计算表明所设计的小波特征参量故障诊断法对于模拟电路具有很好的故障分辨率。     

基于故障树分析法的航空电子设备维护方案设计

航空电子设备由于自身情况、载机条件、环境条件和使用维护等原因总是会出故障的。利用故障树分析法（Fault tree analysis，FTA）对所维护的电子设备进行定性分析，找出设备的各种故障模式，对指导故障诊断，增加维修保养的针对性，缩短排故时问具有重要的意义。     

基于OCKELM与增量学习的在线故障检测方法

针对航空电子设备故障检测样本少、以及缺乏在线实时检测理论研究的问题，将一类核极限学习机(OCKELM)和数据增量学习(IL)相结合，实现对贯序来临的样本数据在线故障检测。基于正常状态下的样本数据，给出了OCKELM的核化形式，并推导了核函数和核权重向量的表达式；根据增量学习方法，在吸收新样本时更新核权重向量并估计样本输出值；最终基于2种阈值准则给出模型的检验阈值，对测试样本进行在线故障检测。将所提方法应用于UCI数据集和某航空电子设备的测试数据，实验结果表明：该方法的时间消耗在毫秒级别，实现了在线检测；且相比于现有的SVDD、PCA、OC-SVM方法，该方法在F1、AUC、G-mean和故障检测率等性能指标方面均表现优异。     

ARINC标准使航空公司每年节省3亿美元

美国乔治亚州立大学最近进行的一项研究表明，由阿林柯（ARINC）公司主办的航空公司电子工程委员会（AEEC）制定的航空电子标准每年可为空运业节省可观的开支。对于多源航空电子设备供应而言，航空电子设备标准是必不可少的。50多年来，AEEC一直领导着航空电子设备结构与形式、装配、功能和界面技术标准的制定。目前全球1万多架飞机安装的航空电子设备是以AEEC制定的技术标准为依据的。 航空电子标准不仅允许采用多源航空电子设备供应， 还以互换性和通用性规定为航空电子设备的开发提供起始点并允许飞机制造商在飞机上预设线路，…     

飞行控制计算机模拟接口BIT电路设计及仿真

随着航空电子设备维修性要求的提高以及设备本身要求具备检测隔离故障的能力以缩短维修时间,机内测试(BIT)在测试领域研究中将越来越重要。功能电路BIT系统是航空电子设备整机BIT系统的重要组成部分,因此从解决实际问题出发,针对飞行控制计算机中的模拟输入和输出接口电路,提出了几种BIT的设计方法,并使用Multisim软件对所设计的BIT监测电路进行仿真,仿真结果表明,所设计的BIT电路是可靠及有效的。     

ARINC659背板数据总线应用研究

ARINC659背板数据总线是一种高可用、高完整、支持鲁棒的时间分区和空间分区的容错串行总线,它是ARINC651标准定义的综合化模块化航空电子系统的关键技术。深入分析了航空电子系统综合化对背板总线的要求,概述了ARINC659背板数据总线体系结构、介质访问机制、同步机制等规范,详细介绍了ARINC659背板数据总线的典型应用系统,探讨了ARINC659背板数据总线特性与应用前景。     

Performability analysis of avionics system with multilayer HM/FM using stochastic Petri nets

The integrated modular avionics (IMA) architecture is an open standard in avionics industry, in which the number of functionalities implemented by software is greater than ever before. In the IMA architecture, the reliability of the avionics system is highly affected by the software applications. In order to enhance the fault tolerance feature with regard to software application failures, many industrial standards propose a layered health monitoring/fault management (HM/FM) scheme to periodically check the health status of software application processes and recover the malfunctioning software process whenever an error is located. In this paper, we make an analytical study of the HM/FM system for avionics application software. We use the stochastic Petri nets (SPN) to build a formal model of each component and present a method to combine the components together to form a complete system model with respect to three interlayer query strategies. We further investigate the effectiveness of these strategies in an illustrative system.     

航空电子系统FC交换式网络的可靠性研究

 对于采用光纤通道(FC)互连的航空电子系统，从FC的基本模型出发，给出了由多个FC交换机组成的FC交换式网络的通信模型；采用基于任务的可靠性建模方法，给出了FC交换式网络的可靠性计算公式，并提出了任务基本路径的概念。根据航空电子系统提高可靠性的需要，提出了FC交换式网络的2种冗余拓扑结构：基本路径冗余和全网络冗余；最后通过实例分析了端口单元、交换要素单元和链路单元对FC交换式网络及2种冗余拓扑结构可靠性的影响；FC交换式网络可靠性的研究对于航空电子系统设计阶段的容错设计和拓扑选择都将起到指导作用。     

航空电子系统综合技术分析

系统综合是指将机载电子设备综合成以作战、飞行功能为核心的统一控制、管理和显示的系统,这样可以提高系统自动化和智能化的程度,最大限度的发挥载机的战斗效能。本文对系统综合模式、设计方法、作战效能、故障诊断等诸方面进行了论述,并介绍了航电系统的综合试验和试飞评定系统的软件功能。     

Integrated modular avionics for next generation commercialairplanes

The goals are objectives of integrated modular avionics (IMA) are discussed. One candidate computing architecture for IMA, the Boeing 777 Airplane Information Management System (AIMS), is presented. The cabinet architecture, fault tolerance characteristics, backplane bus, and functional growth provisions are considered. The integration concepts developed for AIMS represent a first step in real-world application of the IMA technologies     

基于虚拟仪器的机载模块性能测试系统

针对传统机载设备侧重于功能测试的技术缺陷,提出了一种机载模块性能测试系统。阐述了测试系统的架构设计和基于LabVIEW的算法实现,使用虚拟仪器技术,实现了航空电子总线ARINC429模块中信号性能的自动测试和故障报告。实验结果表明,该系统能有效完成模块信号性能的自动测试与故障报告,提高了航空电子自动测试设备的通用性与可靠性,对未来两级维修体制下的航空电子设备ATE的发展具有一定的现实意义。     

Design by extrapolation: an evaluation of fault tolerant avionics

Over the past 30 years, safety-critical avionics systems such as Fly-By-Wire (FBW) flight controls, full-authority digital engine controls, and other systems have been introduced on many commercial and military airplanes and spacecraft. Early FBW systems, such as on the F-16 and Airbus A320, were considered revolutionary and introduced with extreme caution. These early systems and their successors all make use of redundant and fault-tolerant avionics to provide the required dependability and safety, but have used significantly different architectures. This paper examines the different levels of criticality and fault tolerance required by different types of avionics systems, establishes architectural categories of fault-tolerant architectures, and identifies the discriminating features of the varied approaches. Examples of discriminators include the level of redundancy, methods of engaging backup systems, protection from software errors, and the use of dissimilar hardware and software. The strengths and weaknesses of the approaches will be identified. The paper concludes with some speculation on trends for future systems based on this evaluation of previous systems     

一种机载航电设备软件故障监控技术的设计与实现

机载航电设备软件故障监控技术是通过调用操作系统钩子函数、板级支持包中插装代码的方式实现的,可以为设备提供更加全面的故障监控能力,为故障快速定位提供重要依据,提升产品的可维护性.该技术可兼容多种处理器和多种操作系统,具有一定通用性.