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。     

基于直觉模糊优选动态规划的武器协同运用

将武器运用问题看作一个多阶段多指标的系统,对空战协同武器运用问题进行了分析研究.当作战指标值不能精确给出时,将直觉模糊优选理论与动态规划技术相结合,提出了一种基于直觉模糊优选动态规划.将各作战方案的指标值转化为一个模糊决策矩阵,得出各个作战方案的直觉模糊评价值.通过实例进行了仿真分析,结果表明,所提出的方法可以得到各个阶段的最优决策     

民用飞机健康管理技术研究

随着民用飞机的系统集成度和复杂性大大提高,为降低民用飞机的运营成本、提高安全性和可靠性,民用飞机健康管理系统成为航空制造行业的发展趋势。本文简要介绍了民用飞机健康管理技术在国内外的发展现状,现阶段技术条件下所面临的问题以及所涉及的关键技术。着重介绍了民用飞机健康管理技术研究的方法和研究的内容,并对民用飞机健康管理技术未来的发展趋势进行了展望。     

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。     

基于动态指标的飞机方案多目标优化方法

为提高飞机方案多目标优化过程中最优解的搜索效率,对多目标方案的比较评价方法及其在优化中的应用进行了研究.提出了可用于多目标方案对比评价的基准指标,并建立了利用新生成方案的目标值对基准指标进行动态更新的动态指标.通过采用动态指标构造适应度函数改进了多目标遗传算法,进行的双目标优化算例表明,改进的算法能够获得更优的Pareto前沿.采用改进的多目标优化方法对一种轻型战斗机概念方案进行了优化设计,设置了重量、气动、隐身等4个优化目标,优化结果验证了基于动态指标改进的多目标遗传算法在飞机概念方案设计优化中的有效性.      

基于振动声调制的板类结构裂纹定位成像

针对线性Lamb波在监测闭合裂纹及微裂纹方面的不足,基于振动声调制理论,提出了一套板类结构中裂纹损伤定位方法。通过分析仅有高频(HF)激励和高低频(HF和LF)同时激励时,声波在含裂纹结构中的传播路径及其信号成分组成,提出了一种含损伤信息信号的提取技术,继而结合延时叠加算法,参考有基准的线性Lamb波损伤定位方法,对板类结构中的疲劳裂纹进行了定位成像。试验证明,该方法可在无需原始健康基准信号的前提下,有效定位出平板结构中的疲劳裂纹,为结构中接触类损伤的定位成像提供了思路。     

基于PHM的航空装备可用度影响因素分析方法

对已有的航空装备可用度分析方法进行了综述,将航空装备可用度影响因素分为三类.通过PHM(Prognostics and Health Management)技术对航空装备保障过程的影响分析,梳理了基于PHM的航空装备可用度影响因素,并将这些因素按照其来源分为使用影响因素和设计影响因素两大类.给出了4个合理的仿真假设条件以简化仿真过程,并进一步将设计影响因素分为5种,并结合一个实例给出了基于PHM的航空装备可用度影响因素仿真过程中的输入.提出给定装备系统及其保障系统参数条件下的稳态可用度为仿真的输出,并给出与仿真输入相符的解析计算公式.详细描述了仿真程序的构成及其流程图.最后,以图形的方式给出了仿真结果,给出了案例的单因素分析及多因素耦合分析的过程及结论,验证了所提出的分析方法的可行性.      

基于AQSSE方法的基础隔震结构损伤识别

提出自适应二次误差平方和(AQSSE,Adaptive Quadratic Sum-Squares Error)方法对基础隔震结构进行在线损伤识别实验研究.建立基础隔震结构实验模型,进行振动实验.实验过程中采用一套刚度元件装置在线模拟结构损伤,测量模型加速度响应和位移响应,基于测得的加速度信号和AQSSE方法在线识别基础隔震结构的参数和位移,并追踪参数的变化,从而识别结构损伤.研究结果表明:在两种典型地震波激励下,通过不同时刻的刚度突变模拟结构损伤,AQSSE方法得到的结构参数值与有限元分析结果一致,且识别得到的位移曲线与实验测量的位移曲线吻合良好,验证了AQSSE方法在基础隔震结构参数识别与损伤追踪中的有效性和准确性.     

空中交通拥挤判别指标的建立与应用

空中交通拥挤的判别是交通和安全领域需要深入研究的一个问题。针对国内日益增长的空中交通流量．在参考道路交通拥挤识别的基础上,综合考虑空中交通的特点,结合国外空中交通流量管理系统的优点,提出并建立了空中交通拥挤判别的指标,对指标进行了分析和计算,扇区拥挤指标的计算中引入了当量航班的概念,充分考虑了管制员的工作负荷;依据拥挤指标对拥挤状态进行了分级,最后给出了该指标的应用示例。该判别指标符合实际,能有效判别空中交通的拥挤状态,并为空中交通安全评估的进一步研究提供了基础。     

基于相对接近度的多指标决策与评价方法及应用

在分析现有多指标决策与评价方法的基础上,指出了目前使用的“简单线性加权法”进行多指标决策与评价方法的局限性及不足,然后通过定义理想点与负理想点,以及引入距离测度等概念,构造了相对接近表示式,并以此作为多指标决策与评价规则,文中重点比较分析了该方法相对于其他算法的优点,并通过算例将本文采用的方法与其他方法计算结果进行比较,分析了造成结果差异的原因,从而说明了该的科学与合理 性。