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1、基于QAR数据的飞机系统故障预测与故障诊断支持系统研究0淫事苏1航j空0本文介绍了基于QAR数据的飞机系统故障预测与故障诊断支持系统模型的构成和实现技术•文章中提岀的基于动态链表的QAR数据译码技术为译码各种机型QAR原始数据提供了一种高效的方法•另外•系统将各种诊断知识组成知识库•以译码后的QAR数据为分析对象.以知识库中的知识为判据.最后智能地根据飞行性能.给出故障预测与故障诊断信息.基于QAR数据的飞机系统故障预测与故障诊断支持系统研究弓I肓QAR(QuickAccessRecorder)监控是保障飞行安全，提高运
2、营效率的一项科学而有效的技术手段，其监控结果是飞行技术检查，安全评估，安全事件调查和维护飞机的重要依据•目前西方发达国家将QAR数据应用于故障预测与故障诊断方面的研究比较多，比如有着名的飞行操作质量保证(FOQA)项目.国内在这方面的研究还处于起步阶段,QAR参数的译码还采用一种帧格式一个固定代码段这种不可扩展式的方法译码，可扩展性和维护性能都比较差•另外，译码出来的参数大部分只是再现给飞机系统工程人员观看，然后工程人员根据实际经验来判断飞机的系统故障信息，智能化程度不高•木研究提出的系统中，基于动态链表的QAR数据译码
3、技术可以很好地解决齐种不同帧格式的QAR数据译码的难题.系统还将飞机历史数据，飞机飞行参数标准，事件标准，故障特点，排故经验等信息联系起来组成数据库和知识库，通过比较，学习，推理等方法，最终实现输出飞机故障预测报告或故障诊断报告，具有很好的实用意义.1系统总体设计本系统需要自动译码QAR原始数据，◎卿立勇黄圣国林饪森/南京航空航夭大学图1系统结构框图然后进行智能诊断，最后输出诊断报告，系统结构框图如图1所示.QAR译码子系统译码QAR原始数据,得到飞行参数的工程值，然后送人数据库，解决了诊断对象数据来源的问题•数据库中除
4、了存放帧格式,QAR数据，航材，工具信息等数据外，还包含知识库.知识库包括了所有诊断需要的知识,是本系统的核心部分•诊断子系统主要根据用户选择的诊断类型，调用相应的数据库原始数据，知识库规则进行诊断•用户接口主要负责用户使用和管理QAR译码子系统，数据库系统和诊断子系统•下文将详细介绍各部分的组成和实现技术.1.1QAR译码子系统该子系统主要负责QAR原始数据到工程值的译码工作•国内各大航空公司飞机种类很多，记录器也各不相同（如英美制Honeywell,I_~ckheed,Fairchild等公司的记录器）•不同机型，不
5、同记录器，其QAR系统记录的参数个数，采样频率，参数所在位置等信息又是不一样的.因此我们必须建立各种QAR数据帧格式的译码方法.传统的译码方法是对于每一种帧格式的QAR数据，根据其帧格式信息，为每个参数分别编写固定的代码.而且，对于每种帧格式的QAR译码，软件只能译码预先设置好的一•些固定参数•然而，随着工程应用的需要，可能需要译码更多的参数，或者要求译码的精度更高，需要修改参数译码的系数，这就导致了原有软件不能适应这些新的需要.木系统将各种帧格式的QAR参数分为模拟量，数字量,离散混合量三大类型，每种类型的参数使用一种
6、译码方法.系统首先为每一种类型建立个动态链表,链表的节点是一个结构体（包含了一个参数的名称,位置，译码需要的系数,译码方法等信息）.事先由译码工程人员根据每种QAR数据帧格式将每个参数的名称,位置，译码需要的系数，译码方法等信息输人相应的参数帧格式数据库•构造链表的时候，只需要查询参数帧格式数据库中当前译码帧格式QAR信息，然江苏航空/2006.第2期后给结构体赋值，即构造出动态链表.译码的时候只需要查询动态链表的信息，构造相应的计算公式来完成对每一个参数的译码•这样一来,各种帧格式的QAR译码都只是调用这三个大类型的译
7、码方法，节省了大量的代码，而且，用户可以通过访问数据库改动参数译码信息，同样增强了系统的扩展性和可维护性.1.2数据库数据库的组成由航空公司的数据和系统需求来确定，主要包括:参数帧格式数据库，用于保存各种QAR帧格式参数信息;QAR工程值数据库，用于存放译码出的各架飞机一段时间以来的QAR数据;航材数据库，用于记录航材的件号,件名和数量等信息;工具设备数据库，用于保存工具设备号,工具设备名,数量和可使用状态等信息;参数标准数据库，用于保存飞机系统参数标准数据值，飞机系统参数偏差门限值，飞机系统参数偏差告警值;知识库，用于
8、保存进行飞机系统事件报告，飞行技术评估，飞行参数趋势分析，故障预测与诊断等问题求解需要的知识.系统诊断的依据从知识库而來.因此知识库成为本系统的核心.知识的表达方式有很多,比如语义网络，框架，产生式系统，脚本等模式.本系统采用关系模式来表达，通过表格数据來表示和实现两个实体间的联系，即用二维表来表示知识•知识库可分为
