面向航空发动机推力控制的大气参数测量系统设计

为了实现多发飞机推力控制匹配要求,以及提升机载控制参数测量可靠性要求,设计了一套适用于多发飞机的机载环境大气参数测量系统。通过对发动机推力控制需求和适航相关要求的分析,确定了系统设计原则,利用飞机和发动机的有限硬件资源,提出了一种适用于多发飞机的多余度机载环境大气参数测量系统架构。针对不同来源的信号,分别设计了相应信号故障诊断算法、表决算法以及多源信号故障切换逻辑,保证系统在信号发生故障时可及时切换到健康余度。通过仿真和试验对测量系统在信号发生故障时的容错能力进行了验证,结果表明：系统余度设计合理,故障诊断和表决逻辑有效,环境大气参数测量的可靠性和安全性得到了提升;当信号发生故障时,可实现故障重构,且切换过程产生的推力变化小于3%。     

大型飞机机载系统预测与健康管理关键技术

为确保飞机的高可靠性、高安全性和高维修保障性,大型飞机机载系统均装备了先进的故障预测与健康管理(PHM)系统,以实现高可靠运行和健康服役。从大型飞机健康管理体系结构入手,介绍了基于国际标准分层开放式的故障预测与健康管理空地结构,及其开放式、模块化和标准接口规范。着重分析了机载健康管理传感器网络和鲁棒故障特征提取方法、分层聚类和交叉增强校核的智能故障诊断算法和基于数据驱动与失效物理结合的故障预测算法等关键技术,探讨了基于健康状态的维修保障决策方法。最后,给出了空地一体的飞机故障预测与健康管理评价方法和健康管理技术的适用性分析。     

基于模糊Petri网的机载蒸发循环系统故障诊断方法

针对机载蒸发循环系统多层次、相关性的故障特征,本文提出了基于模糊Petri网的机载蒸发循环系统故障诊断方法.根据故障的失效模式与效应分析(FMEA)表以及模糊故障Petri网(FFPN)建模规则,通过对系统的功能、模块划分以及对故障数据进行分析,建立了机载蒸发循环控制系统的故障模型.根据此模型,采用模糊集理论描述了故障...     

基于DRSN与电压幅值分析的航空HVDC系统逆变器故障诊断

机载270 V高压直流（HVDC）系统的故障诊断一直是航电领域中的一个难点问题,为此提出了基于深度残差收缩网络（DRSN）的故障模块识别算法与基于线电压幅值分析的故障器件定位算法。首先对系统总电流进行采集,并进行差值标准化处理获得特征数据;根据特征数据的特点,利用Flatten层对原有DRSN结构进行改进,来提高算法对故障模块的识别精度。在确定系统逆变模块故障之后,利用两相线电压之比确定出故障相,再利用线电压均值模型确定故障器件。相比于现有方法,所提方法仅使用1个电流传感器和2个电压传感器便实现了系统故障诊断,满足了飞机对重量的限制要求。实验证明：所提出的方法故障模块识别精度,以及故障器件定位精度可达97%以上,具有较好实用性。     

基于范例推理的智能故障诊断在机载系统中的应用研究

为了实现机载系统故障诊断的自动化与智能化,构造了以粗糙集为理论基础、基于范例推理(CBR)的智能故障诊断模型,并将其应用于机载武器系统发射故障诊断中,对机载武器系统发射故障诊断模型进行仿真分析。结果表明,CBR的智能故障诊断模型理论可行,具有较高的准确率,使用该方法可以对机载系统进行故障诊断。     

机载电子系统设备的智能故障诊断系统设计

探讨了动态机载电子设备智能故障诊断系统建设的主要问题,设计了基于现代无线通信网络的智能故障预测诊断系统的总体结构及解决方案,对其中的关键技术进行了论述,尤其是无线通信协议、机载电子设备的故障预测模型及智能故障诊断专家系统等,为该系统后期研发奠定了基础.     

航空发动机在线综合诊断结构设计及仿真验证

随着机载航空电子设备的快速发展,使得传统地面系统承担的发动机诊断任务可以在线实现。实时数据的使用,可以在线监测发动机性能退化,减少故障检测和隔离的潜伏期,增加间歇性故障的检测率。为此,提出并设计了一种用于航空发动机气路故障检测和隔离、健康监测及参数估计的在线综合诊断结构。基于xPC Target 原理搭建了硬件实时仿真平台,对该结构进行了仿真验证。仿真结果表明,该结构中的机载自适应模型对发动机健康参数、可测参数和不可测参数的估计误差在0.5%以内;气路故障诊断系统采用实时数据,可以更早地检测和隔离包含间歇性故障在内的各种气路故障。     

战斗机机载制氧系统吸气阻力仿真分析

本文研究了战斗机机载制氧系统,利用Flowmaster软件建立系统仿真模型,分析正常供氧条件下机载制氧系统的吸气阻力。结合系统工作压力、流量及高度要求,对比某型战斗机机载制氧系统试验数据,验证了模型建立的正确性。在此条件下,定量分析肺通气量、高度和引气压力对机载制氧系统吸气阻力的影响。结果表明,该方法建立的机载制氧系统模型可用于吸气阻力分析,并为系统评价、优化设计及故障处理提供参考依据。     

基于神经网络的飞机故障诊断专家系统

介绍了专家系统与神经网络技术在飞机故障诊断领域的应用。从分析飞机故障诊断的特点出发,采用了神经网络的知识处理方法来构建一个基于飞机故障现象的故障诊断专家系统。     

模糊数学在飞机飞控系统故障诊断的应用

基于A320系列客机飞控系统,分析了飞机系统故障诊断的特点,建立了针对飞控系统的故障诊断系统,并且设计了数据库服务。应用模糊数学的方法建立了专家系统,使飞机故障诊断系统更具有实用性和科学性,为飞机故障诊断提供一种比较有效的方法。     

基于动态故障树的故障隔离程序分析方法

传统的故障隔离程序采用常规静态故障树进行故障分析，可能会导致故障原因分析不全、故障隔离路径过于繁琐等问题。提出基于系统原理和动态故障树进行故障隔离程序分析的方法，以某飞机防火系统引气导管过热探测系统故障为实例，进行系统设计原理和故障告警逻辑分析，引入动态逻辑门，构建具有顺序相关、功能相关和备份关系的动态故障树；在此基础上进行关联故障分析和排故流程图转化。结果表明：该方法能系统地、全面地反映故障触发逻辑，提供快速、准确、有效的故障隔离程序，提高飞机维修保障水平，在复杂飞机系统的航线维修领域具有良好的应用前景和推广价值。     

飞机燃油管理系统仿真研究

为分析和验证飞机燃油油量管理系统功能设计的完备性、构架设计的合理性、功能实现过程逻辑关系的严密性以及系统故障检测方法的可行性,对民用飞机燃油油量管理系统进行了仿真研究。介绍了燃油油量管理系统功能、相关系统构架以及基于该系统构架构建的计算机仿真系统。在该仿真平台上,可显示飞机燃油系统管路及附件的正常工作状态;对于设定的燃油油量管理系统的故障,可显示检测的结果以及容错策略结果。仿真结果表明设计的燃油油量管理仿真系统结构合理、功能实现的逻辑关系严密、使用的故障诊断方法和容错策略可行。     

基于神经网络和专家系统的电传操纵系统故障诊断

提出了一种神经网络与专家系统相结合的故障诊断方法,研制了相应的诊断模块,并在某型飞机电传操纵系统的故障诊断中得以实现。在实物仿真和实际诊断实例中,该诊断模块均达到了很好的效果。从而证明了所提出的方法作为一种诊断策略,可作为飞机电传操纵系统快速故障诊断的基础。该故障诊断方法可推广应用到其它同类飞机的故障诊断当中,为现代航空维修保障的故障诊断提供了一条有效的新途径。     

基于多轨迹预测的飞机近地防撞技术研究

针对飞机近地飞行安全问题,提出了一种基于多轨迹预测的飞机近地防撞技术实现方法。建立了飞机近地防撞功能触发的架构逻辑和评价标准,设计了一套六自由度多轨迹实时预测的轨迹预估算法和防撞控制算法,将近地防撞模型与飞机模型结合起来,在数字仿真环境中验证整套算法的合理性。结果表明,基于多轨迹预测的飞机近地防撞算法实时性好,飞行轨迹预测准确性高,逻辑架构鲁棒性强,易于成果转化,具有很高的工程应用价值。     

基于原子搜索Kriging模型方法的民用飞机液压系统温度监测

温度是民用飞机液压系统性能的重要表征参数之一,为有效实现液压系统温度监测,基于Kriging 模型和原子搜索算法（ASO）,提出了一种基于原子搜索Kriging 模型（ASOKM）方法。首先,针对液压系统温度故障发生原因进行分析,建立其故障逻辑图,明确影响液压系统温度的特征参数;然后,结合快速存取记录器（QAR）数据,论述了ASOKM 方法建模原理;最后,通过某型国产民用飞机液压系统温度监测分析,对所提出的ASOKM 方法进行有效性验证。研究结果表明：ASOKM 方法的训练平均绝对误差、监测平均绝对误差低于响应面（RSM）、Kriging、BP 神经网络（BP-ANN）模型,具有较高的精度、效率和鲁棒性。所提方法可以为液压系统可靠性分析、故障诊断、预测维修提供借鉴。     

基于粗糙集理论的飞机供电系统诊断规则提取

 为有效解决飞机供电系统故障诊断专家系统在知识获取方面的“瓶颈”,在对某型号飞机供电系统进行故障模式分析的基础上,利用粗糙集理论不需要提供待求解问题所需处理的数据集合之外的任何先验信息的特点,提出了一种诊断规则的自动获取方法。在运用粗糙集理论对故障样本集进行属性约简和值约简的过程中,针对“不确定测量状态”提出了改进的约简规则。通过在交流一次配电子系统上的验证分析表明,该方法具有较强的容错能力,可有效地约简知识,自动获取规则,且规则具有正确的逻辑意义。该方法为飞机供电系统故障诊断专家系统由理论验证向实际应用的转化提供了可行性。     

基于模型的故障诊断在飞机电源系统中的应用

传统故障诊断方法越来越难以应付更加复杂和智能化的现代飞机电源系统,基于模型诊断方法是为了克服传统诊断方法的缺点而兴起的一项新型的智能故障诊断技术。运用基于模型的故障诊断原理,建立飞机电源系统的定性仿真模型,对飞机电源系统负载故障进行模拟故障诊断,分析电源系统关键部件的故障对关键负载的影响,验证飞机电源系统的可靠性。     

飞机燃油系统实时故障诊断专家系统研究

对于飞机燃油系统故障诊断问题,提出了一种利用专家系统进行飞机燃油系统故障诊断的新方法。通过构建专家系统知识库和推理机,同时利用LabVIEW工具建立了相应的软件环境,开发了飞机燃油故障诊断系统。仿真结果表明,该系统很好地发挥了专家系统的智能性,能够快速准确地诊断出燃油系统的故障,并能提出有效的重构方案,完全适合于飞机燃油系统的故障诊断。     

基于双模型滤波算法的环控系统换热器故障诊断

 在建立飞机环控系统数学模型的基础上,提出采用双模型滤波方法进行参数估计、状态预测和故障诊断,提高飞机环控系统故障诊断的快速性和准确性。如果采用最小二乘算法,参数估计是静态的,故障诊断延迟一般较大;采用单模型扩展Kalman滤波算法,虽然能够实现动态估计,但不能同时兼顾稳态过程和过渡过程（突发故障）的参数估计,导致误差较大。为了解决上述难题,针对飞机环控系统换热器故障诊断,提出两模型滤波算法。该算法由两个滤波器组成,分别用于跟踪系统的稳态和过渡过程。由于采用了两滤波器模型分别匹配不同的系统特征,能够改善飞机环控系统不同状态下的参数估计和状态预测性能,从而提高系统故障诊断的精度和速度。仿真结果证实了该算法的有效性。