大飞机机载设备的故障诊断方法

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1、AirborneEquipmentandTechnologyforLargeAircraft大飞机机载设备与技术大飞机机载设备的故障诊断*方法ResearchonFaultDiagnosisMethodWithAirborneEquipmentofLargeAircraft中国飞行试验研究院航电所陈宁中航工业第一飞机设计研究院飞控液压所邱岳恒赵鹏轩北京宇航系统工程研究所刘秉近年来，故障诊断方法在国内外发展很快，并取得了许多理论研究和应用成果。为了能够系统地描述现有的故障诊断方法，本文介绍了机载设备的故障诊断流程；将现有

2、的故障诊断方法分为3类，分别为基于定量模型的故障诊断方法、基于定性模型的故障诊断方法和基于过程历史数据的故障诊断方法；并针对在工程实践和科学研究中遇到的尚待解决的问题，提出了新的研究方向。统，其安全可靠性对保证飞机的稳定随着计算机技术的发展，故障诊飞行和任务完成具有重要作用。断方法不断融入新的理念。发展至陈宁[1]由于机载设备自身的多层次性今，大致经历了3个阶段，分别为中国飞行试验研究院高级工程师，和复杂性，其单元之间及单元内部一（1）20世纪60年代之前，随着现代兼任陕西省电磁兼容专业委员会副主任委员。研究方向：机载

3、天线设计、电磁般存在很多错综复杂的关联，不确定计算机与检测技术的发展使故障诊兼容性测试、飞机航电系统试飞。发表的因素和信息充斥其间，使得机载设断过程摆脱了依靠个体专家感官获论文10余篇，荣获省部级科技成果奖4取机载设备的状态信息，凭借其经验备发生故障时，故障不会孤立存在，次。表现为故障关联和多故障等复杂形直接做出诊断的阶段；（2）60年代之[2]式。因此，当故障发生后，如果不后，伴随着传感器、动态测试和信号机载设备主要指装备在飞机上能及时检测并隔离故障，将会造成系处理技术的应用，进入了基于信号处的电子设备，包括雷达系统

4、、无线电统失效，甚至导致灾难性后果。理的诊断阶段；（3）90年代至今，当[1]系统和导航系统的相关设备等，作实现机载设备的故障诊断，首先人工智能技术特别是知识工程、专家为在飞机上不可或缺的功能保障系需要鉴定机载设备的性能状态是否系统等方法出现后，诊断方法进入了正常，如果不正常则需要确定故障的智能化阶段。*　国家自然科学基金资助(60974146)、航空性质、部位、起因以及提出排除故障1990年，国际控制系统故障诊断科学基金(20100753009)。的具体措施。权威FrankPM教授将故障诊断方法2013年第19期·航

5、空制造技术49论坛FORUM划分为基于解析模型的方法、基于知2 故障分类[3]机载设备正常运行不仅与设备机载设备故障诊断方法识的方法和基于信号处理的方法，获得了许多学者的认同。随着理论自身情况，还与设备所处的环境、组机载设备的故障诊断主要研究研究的深入和相关领域的发展，各成特点、结构形式、使用维修等诸多各个机载设备的运行状态，基本过程[2]种新的诊断方法也层出不穷，上述因素有关。按功能影响、发生速率、如图3所示。划分方式已经不是十分准确，因此，危害程度和故障原因等因素，对机载故障诊断包括以下3个方面：本文将故障诊断方法

6、归纳为基于定设备的故障可分为，见图2。（1）故障的特征提取：通过测量量模型的方法、基于定性模型的方和接收信号，并对其进行信息处理以完全故障法和基于过程历史数据的方法等三功能影响提取系统的故障特征。局部故障大类。机载设备故障突发故障（2）故障的分离与估计：根据故发生效率快发故障使用阶段早期故障障特征确定系统是否出现故障以及慢发故障机载设备故障偶然故障故障的程度。灾难性耗损故障1 故障特征危害程度（3）故障的评价与决策：根据故非灾难性大部分机载

7、设备属于电子设备，人为故障障分离与估计的结果对故障的危害故障原因从故障发生的时间上可将机载设备固有故障及严重程度做出评价，进而做出是否的故障分为两类：（1）由系统参数的超应力故障停止进程以及是否需要维修更换的逐步劣化引起的渐进性故障；（2）因图2 机载设备故障分类决策。系统外部原因对系统冲击造成的突1 基于定量模型的方法发性故障。3 故障表现形式基于定量模型的方法是发展最机载设备的故障表现形式可以早、研究最为系统的一种故障诊断方分为以下4种，分别为：法，分为状态估计法、参数估计法和t）机载设备使用

8、阶段（1）系统故障：由于数字或综合等价空间法等3种方法。λ（电子信息系统是层次分布式系统网1.1状态估计法络结构，如果相同层次的各装置同时被控过程的状态能直接反映系故障率发生故障，将会影响整个系统的运统的运行状态，只要估计出系统的状行。态，并结合恰当的模型，构造出对应早期故障偶然故障损耗故障（2）硬件故障：构成系统的物理残差序列，