基于动态故障树分析的民用飞机辅助动力装置系统安全性评估

在民用航空工业领域,传统的故障树分析方法广泛运用于系统安全性评估。然而,包含系统/子系统运行的时序阐述以及备份、冗余表达在内的动态特性不能通过传统故障树呈现。另一方面,民用飞机辅助动力装置(APU)经常作为一个冗余系统运作,因而其行为可以通过运用动态故障树进行适当的描述。所以APU的这种特性激发了动态故障树分析在APU系统安全性评估上应用的关注。首先介绍了两种动态门(优先与门和冷备件门),其定量计算通过施用马尔可夫模型来呈现;然后分别通过传统故障树以及动态故障树分析了APU系统安全性评估的两个典型案例;最后进行了两种故障树分析(FTA)的比较,其结果显示出通过合理的应用,动态故障树(DFTA)方法达到了对于真实情况来说相当高的精度,并且对指数分布函数施用二阶近似后,其运算成本也是可以接受的。     

离散时间T-S动态故障树在民用飞机辅助动力装置系统安全性评估中的应用研究

辅助动力装置（APU）是安装于飞机上的、用于提供辅助动力源的、自成体系的小型发动机。在民用飞机APU系统安全性评估过程中,逐步采用动态故障树对传统故障树进行优化,使故障树分析结果能够更加精确地体现系统失效的动态特性。不同于传统故障树可以根据布尔逻辑求解,动态故障树一般需要转化为同构的状态空间模型才能求解。这种求解过程欠缺通用性,并且存在指数爆炸问题。采用离散时间T S动态故障树计算方法,计算了APU系统故障树中的一段子树的顶事件的失效概率,并与使用马尔可夫模型计算的结果进行比较。计算结果发现随着任务时间分段的增加,相对误差单调下降。当任务时间分段大于5时,相对误差小于1%,在计算精度满足要求的情况下能够显著降低计算成本。     

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。     

典型飞行安全评估方法述评

为进一步从飞行动力学角度解决面向任务的多耦合因素下飞行安全评估问题,对现有飞行安全评估方法 进行了梳理,对各种评估方法的发展起源、评估流程、评价指标、应用不足进行了初步探讨。研究表明,各种评估方 法在应用上各有优缺点。从飞行动力学角度而言,层次分析法、故障树分析法和时间裕度法对解决多耦合因素下 飞行安全问题,具有较强的借鉴意义。后续可结合人因可靠性,飞行安全边界界定,将层次分析法、故障树法和时 间裕度法融合,发展一种新的面向任务的基于系统安全性和飞行动力学的具有更广泛意义的飞行安全评估方法。     

DFT&ET综合分析法

根据故障树(FT)和事件树(ET)之间的相互关系,动态系统的复杂性以及不同子系统之间所存在的矛盾,结合马尔可夫链的运用,提出了将动态故障树(DFT)和ET相结合的一个合理的方法,并通过实例给出证明.该方法解决了所建模型中的矛盾,且通过模块化处理提高了效率.     

直升机多模态飞行控制系统

直升机具有较强的耦合性、不稳定性,给飞行控制系统的设计带来了很大的困难.动态逆技术通过成功的飞行测试而获得广泛的认同.本文将直升机划分为内外两个回路,内回路采用动态逆的方法,得到了较好的解耦效果.外回回用线性二次型状态调节器设计法设计速度保持回路,仿真结果表明具有良好的指令保持能力.     

基于飞行需求的航路动态管理

针对空域与飞行需求日益突出的矛盾,以及目前空域管理运行模式难以满足持续增长的飞行需求,提出了一个航路动态调整模型.模型在考虑空管的实施情况、空中交通流量情况和天气情况相关的条件下,对航路进行动态调整,动态的开放和使用临时航路,优化航路区域容量从而减轻航班延误.然后利用动态规划及整数规划方法相结合,求解模型得出航路动态调整的最优方案.最后利用典型空域进行了验证,结果表明所建立的模型能够大大减少航班延迟成本与航路管理成本,优化空中交通的顺畅运行.     

基于Volterra捕食模型的飞行流量动态调配

为缓解当前飞行流量需求与空域资源限制间的矛盾,改善静态流量分配方式下航路飞行流量限制问题,提出飞行流量动态调配概念并建立动态调配模型及算法.首先根据Volterra捕食模型的思想,以航路负荷值大小为依据划分种群,依据航路飞行流量的调配速度建立飞行流量的动态调配模型,然后提出实时流量动态调配算法,按时段周期性对航路的飞行流量重新划分种群,并根据航路当前状况对飞行流量进行动态调配.最后运用Matlab软件进行算例分析,结果表明了模型及算法的有效性,可以很好地应用于飞行流量的动态调配研究中.     

无人机飞行控制与管理系统动态仿真测试技术研究

无人机飞行控制与管理系统担负着飞行控制、飞行管理、任务设备管理和火力控制等重要使命,在无人机系统研制中至关重要。根据对无人机飞行控制与管理系统组成与功能分析,介绍了基于仿真测试仪的控制与管理计算机动态仿真与测试方法,重点阐述了故障注入与测试方法;进而提出了飞行控制与管理系统动态仿真测试环境的构建原则和动态测试方法,最后指出了无人机飞行控制与管理系统动态仿真测试的后续发展趋势。     

反潜直升机投雷动态响应的飞行试验

本文阐述了反潜直升机直接投雷动态响应飞行试验的必要性，简要介绍了投雷动态响应飞行试验几个主要方面的内容，并提出一些建议。它们既适用于同类直升机，也适用于武装直升机武器发动动态响应的飞行试验。     

基于赋时可重构Petri网的可重构制造系统建模

系统建模是可重构制造系统生产管理控制技术的基础。分析了可重构制造系统的建模需求,提出基于赋时可重构Petri网的可重构制造系统建模的方法。该建模方法是先建立可重构制造系统当前系统的赋时可重构Petri网模型,再通过修改其建模元素得到可重构制造系统重构后系统的赋时可重构Petri网模型。实例研究表明基于赋时可重构Petri网的可重构制造系统建模方法能够满足可重构制造系统的建模需求,因此它是可重构制造系统的正确的形式化表示。     

民用飞机甚高频通信系统设计

民用飞机进行可靠的空地、空空通信,对飞行安全尤为重要。甚高频(very high frequency,简称VHF)通信系统是目前应用最为广泛的航空通信方式,VHF通信系统通过与机上音频系统交联实现飞机与外部的语音通信,通过与机上数据链系统交联实现飞机与地面的数据链通信。如何确保民用飞机VHF通信系统可靠、稳定地工作,一直是型号设计和适航部门关注的重点,也是型号设计的难点。首先从VHF通信系统的功能定义出发,提出了VHF通信系统的设计方案,进而提出了VHF通信系统的性能要求,最后重点阐述了VHF通信系统的机上设计要求以及系统功能验证过程,对型号设计和工程排故具有指导意义。     

虚拟维修仿真系统的设计与实现

为解决当前虚拟维修平台在处理维修任务时存在的不足，提出了虚拟维修仿真系统结构框架。将系统结构设计成主要由维修场景构建、维修任务和动作分解及维修性分析评价数据输出三个功能模块组成。基于Jack软件平台完成了系统开发。以某装备维修任务典型工况为例，对系统进行实例验证。结果表明：该系统能有效地加快维修过程的创建，改善了人机界面的交互功能，提高了虚拟维修仿真系统的智能化程度，基本满足了维修仿真的需求，具有可行性与实用性。     

航天器故障诊断和预测天地一体化集成系统

在轨航天器和地面航天飞控中心天地2个系统缺乏相互支持和配合,是导致对航天器故障诊断和预测能力不足的重要因素之一。为了提高航天器故障诊断和预测的有效性、可靠性和准确性,需要将天地2个系统集成为一个整体（天地一体化系统）。设计了航天器故障天地一体化集成诊断和预测系统,讨论了航天器故障天地一体化集成诊断和预测方法,对航天器故障天地一体化集成诊断系统和方法的特点进行了分析。将天地2个系统集成在一起对航天器故障进行诊断和预测,其效率、准确性和可靠性较高。     

ATC模拟系统中存贮系统的容错技术

ATC 模拟系统是一个比较复杂的,实时性很强的控制系统,要求整个系统的可靠性很高。而对于一个系统来讲,其中央存贮系统是保证整个系统正常工作的关键部件之一。在我们引进的系统中,它的容错技术在设计上有其独到之处。本文就其存贮系统的结构、容错技术及支持电路这三部分予以说明和论述,仅供同行参考。     

战术飞行实时轨迹优化系统设计

介绍了在所开发的“战术飞行轨迹优化系统”中采用的轨迹优化方法－启发式搜索算法的改进方案。为了加快搜索速度，建立了专家系统，介绍了专家系统的规则。为了验证方法的有效性，建立了基于局域网的地面实时仿真系统，详细介绍了专家系统的设计。仿真计算结果表明，所开发的飞行轨迹优化系统是可行的。     

分区操作系统远程系统浏览器

满足ARINC 653标准的嵌入式实时分区操作系统内部提供了多种系统对象,远程系统浏览器是系统开发者在宿主机端查看这些系统对象的最简便快捷的开发工具。描述了分区操作系统信息组织形式和远程信息协议及远程系统浏览器的工作流程。提出了一种基于Eclipse和RSE的远程系统浏览器的系统结构,以及各结构部分的功能。方便系统开发者在宿主机端交叉开发在目标机上运行的分区操作系统系统软件及应用软件。     

基于FPGA的平台地面电路系统设计

本文围绕如何利用FPGA 技术实现平台地面电路系统功能这一主题进行了详细的系统设计、程序实现、程序仿真及结果分析。首先,依据平台系统的要求提出了基于FPGA的平台地面电路系统的总体设计方案。之后,按照接口电路的工作流程要求和状态控制要求,进行功能化模块设计和程序仿真。重点是按照地面控制回路电路的工作原理进行电路的连续系统设计、仿真、离散系统设计、仿真、分析、程序仿真及结果分析。最终,完成了FPGA的平台地面电路系统的设计。仿真的分析结果表明本设计控制流程正确,控制系统稳定可行,回路各项参数满足平台系统要求。     

容错式飞机自动除冰系统

 提出一种高可靠性节能型飞机自动除冰系统,采用节能型电分离式除冰方法,并配有最优能量控制策略,使除冰系统所需的除冰能量大大降低；用容错式系统结构,使整个自动除冰系统的可靠性大大增加。实验结果表明系统可靠性高,并且节能效果显著。     

A320系列飞机ACARS常见故障签派放行处置研究

针对飞机通信寻址与报告系统依托的数据链关联复杂，不同数据链失效对系统影响存在较大差异的问题，全面总结各个数据链与系统的关联、失效后对系统的影响与签派放行的处置方案。首先，介绍了飞机通信寻址与报告系统的组成和传输原理，指出系统由空地网络和地地网络组成，并对上行和下行数据链的传输进 行了解析。其次，分析了系统依托的数据链，指出了甚高频、卫星通信和高频失效都可能会对系统产生影响，这三类设备的故障可能导致系统不可用。最后，列举了系统常见的七个故障，对故障进行了解析，并给出了签派放行的处置方案。