基于健康行为模型的飞行器控制系统健康评估-论文.pdf

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1、第44卷第4期航空计算技术Vo1．44No．42014年7月AeronauticalComputingTechniqueJu1．2014基于健康行为模型的飞行器控制系统健康评估陈龙志，曾庆华，贾涛(国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室，湖南长沙410073)摘要：通过分析与飞行器控制系统相关的健康模式与模型参数的映射关系，利用近似响应原理，阐述了建立健康模型、开展系统健康评估的方法；结合测点仿真数据和多维向量相似度的原理，提出了健康指标的计算、优化方法和系统健康评估总体方案。以某型舵

2、机模型为研究对象，采用高斯白噪声作为激励源，应用BP神经网络构建舵机组件的健康行为模型。模型在某飞行器6DOF仿真平台中进行仿真和验证，实现了基于健康行为模型的在线故障监测。通过研究健康行为建模方法在飞行控制系统健康评估中的应用，为飞行器的健康评估提供了一种可行方案。关键词：飞行控制系统；系统健康评估；健康行为模型；向量相似度；故障监测中图分类号：TP183文献标识码：A文章编号：1671—654X(2014)04—001304HealthAssessmentofFlightControlSys

3、temBasedonHealthBehaviorModelCHENLong-zhi，ZENGQing—hua，JIATao(ScienceandTechnologyOlZScramjetLaboratory，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Theapproachestoestablishofhealthmodelsanddevelopthesystem—levelhealthassessmen

4、tarepresented，throughanalyzingthemappingrelationshipofhealthmodesandmodelparameterswhicharerelatedtoflightcontrolsystem，andapplyingtheresponseapproximationtheory；Thecalculatingandoptimizingmethodsforhealthindexesandtheschemeofsystem—levelhealthassess

5、mentareputforward，withtheapplicationoftestpointdataandthetheoriesofmultidimensionalvectorsimilarity．Withtheap—plicationofBPneuralnetwork．thehealthbehaviormodelofacertainrudderiSbuiltupunderthefunc．tionofGaussianWhiteNoise．ThebehaviormodeliSappliedina

6、6DOFsimulationmode1ofvehiclestorealizetheon—linefaultdectection．Theresearchofthehealthbehaviormodellingmethodsapplicationinhealthassessmentcanprovideausefulscheme．Keywords：flightcontrolsystem；system—levelhealthassessment；healthbehaviormodel；vectorsim

7、ilari—ty；faultdectection引言会引入建模及软硬件间接口关系复杂、仿真结果容易发散等一系列问题。系统的复杂性同时也带来了对于随着航空航天技术的快速发展，飞行器各方面功故障机理的不可预知性，成为了实现系统故障建模的能得到了不断完善和强化，同时也急剧增加了飞行器一大难题。组件健康行为建模不需要对组件内部机理系统本身的复杂程度，导致系统的非线性、变量间的关的清楚认识，往往通过神经网络HJ、支持向量联性⋯以及故障的关联性都在不断地增强，这都为系机J、遗传算法等非线性映射算法建立组件输

8、入、统的健康监测和故障诊断技术的发展带来了挑战。NASA率先提出飞行器综合健康管理(integratedvehi—输出的映射关系，利用输出残差估计。。等方法实现故障诊断，为解决这类“黑箱”组件的健康评估提供了一clehealthmanagement，IVHM)技术的应用探索，该种途径。同时，也可以实现基于统一仿真平台的系统技术综合了飞行器各个子系统的故障监测、故障诊断、级仿真，极大地降低了仿真的复杂性，为系统级健康评影响评估、故障预测等飞行器健康状况。真实系统中估的实现提供一种便捷途径。往往包含