探索飞机环境控制系统的故障诊断研究

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1、西北工业大学硕士学位论文飞机环境控制系统的故障诊断研究姓名：赵俊茹申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：史忠科20050301两北下业大学硕卜学位论文摘要摘要飞机环境控制系统(简称环控系统)的基本任务是使飞机的座舱和设备舱在各种飞行条件下都具有良好的环境，以满足飞行人员、乘客和设备的正常生活条件和工作需要。由于环控系统在飞机中的特殊地位，对环控系统进行故障诊断研究，对于提高环控系统的可靠性和维护性具有重要意义。针对环控系统日益复杂，而对其故障诊断的应用研究却不多见这一问题，论文对故障诊断方法在环控系统中的应用进行了系统和深入地研究。首先，

2、论文在己有研究的基础上，完善了飞机环控系统部件的数学模型，具体建立了包括热交换器、涡轮与压气机、管路等主要部件的数学模型;并利用Matlab对各个系统进行了建模，同时进行了仿真验证。文中建立的模型为进一步研究环控系统的故障诊断提供研究基础。其次，飞机环境控制系统比较复杂，故障模式较多，采用单一的故障诊断方法难以对系统进行有效的诊断，论文综合运用多种故障诊断方法对飞机环控系统进行故障诊断研究。根据各部件的故障特点，文中运用参数估计的故障诊断方法对热交换器进行了故障诊断研究;运用专家系统的故障诊断方法对涡轮与压气机系统进行了故障诊断研究;运用了基于观测器的

3、故障诊断方法对控制组件进行了故障诊断研究。文中对各部件的典型故障进行了仿真研究，仿真结果表明了文中所用故障诊断方法是有效的，具有很好的应用价值。最后，在以上研究的基础上，利用Matlab开发了飞机环控系统故障诊断仿真软件。该软件可实现环控系统故障诊断的仿真。关键词:飞机环境控制系统，故障诊断，参数估计，专家系统，观测器西北f业大学硕士学位论文AbstractAbstractTheaimoftheEnvironmentControlSystem(ECS)ofaircraftistosupplyahighqualityairinordertocomfort

4、passengersandcrew,aswellastocooltheelectronicdevices.DuetotheimportantfunctionofECSinaircraft,itisratheressentialtodiagnosethefaultsfortheECSeffectivelyandenhancethereliabilityofthissystem.WiththecomplexityoftheECSincreasingandlessfaultdiagnosisresearchonthissystem,thefaultdiagn

5、osisfortheECSisstudiedtosolvethisprobleminthispaper.Firstly,basedonpreviousresearch,mathematicalmodelsoftheECSareimproved.Themathematicalmodelsofheatexchanger,turbo,compressorandpipearesetupinthispaper.UsingMATLAB,theprocessoftheECSissimulated.Themathematicalmodelsareusefultostu

6、dyfaultdiagnosisfortheECS.Secondly,becauseofthecomplexityoftheECS,severalmethodsoffaultdiagnosisareusedinthissystem.AccordingtothedifferencesoftheECScomponents,theparameterestimationmethodisappliedinheatexchanger,theexpertsystemmethodisusedtoturboandcompressor,andtheobserver-bas

7、edmethodisusedtothecontrolsystem.ThetypicalfaultsofthesecomponentsaresimulatedinMATLABenvironment.Theresultsindicatethatthesemethodsarecorrectandefective.Finally,baseontheresearchmentionedabove,simulationsoftwareoffaultdiagnosisfortheECSisdevelopedthroughMATLAB.Thesimulationfunc

8、tionoffaultdiagnosisfortheECSisimplementedinthi