基于健康管理技术的机载计算机智能故障诊断方法

发表时间:2020/5/21   来源:《科学与技术》2020年1月2期   作者:拓建涛
[导读] 经过装机试飞验证,机载维护信息综合记录系统使用方便
        摘要:经过装机试飞验证,机载维护信息综合记录系统使用方便,极大提升了飞机的安全性、可靠性、经济性和维修体系的高效性。但由于飞机故障的多样性、信号的复杂性、监测方法和预测方法的复杂多样性,如何更合理的采集反映飞机状态的各种参数,并优化各种监测和评估模型,是后续故障诊断与健康管理技术要解决的问题。本文基于健康管理技术的机载计算机智能故障诊断方法展开论述。
        关键词:健康管理技术;机载计算机;智能故障诊断方法
引言
        基于健康管理的智能故障诊断方法已完成了预研究任务中的相关技术攻击,故障注入验证(包括热量、功耗、电力、振动和时间)已在原理原型中实施,使您能够有效地警报和定位环境应力变化。在某些类型的机载计算机开发过程中,已经采用了此方法,通过扩展活动设备故障预测范围69.2%,活动设备效率低下错误预测范围78.9%的预测推断模型的效果和准确性,在后续测试和使用过程中进一步跟踪的FMEA来执行分析计算。
1机载计算机健康管理
        目前,飞机的故障预测和健康管理相关技术研究与应用研究正在迅速发展,先进的飞机系统建立了专用的综合飞机健康管理系统,负责整架飞机的健康监测和故障预测。Aihm将飞机健康管理划分为模块级故障预测和健康管理,这是飞机Aihm的基础,例如飞机故障预测和健康管理、子系统故障预测和健康管理,以及需要向计算机设备提供大量设备信息的健康状况、故障信息和周围环境信息。由于计算机的复杂性和特殊性,该领域的研究相对较少,因此工程应用程序也处于数据积累阶段。机载计算机通常由大型集成电路设备、单个设备、定制功能组件和特殊软件组成,状态监控侧重于测量这些组件和组件的工作状态和周围环境的监控,以及实时发现异常情况。综上所述,机载计算机的健康管理是在飞机健康管理系统下的基本级别的健康管理,为飞机级别的故障预测和健康管理提供有效的健康监控信息,从而为整个飞机的维护和安全提供支持。
2健康评估与故障诊断原理设计
        健康评估与故障诊断是指在系统工作状态下,通过各种检测手段,检测系统运行参数,判别其工作是否正常,如果不正常,经分析与判断,指出系统什么部件发生故障,并对系统健康状态进行评估,判断系统在当前状态下能否正常工作。健康评估与诊断方法为提高飞机的可靠性、可维护性和有效性开辟了一条新的途径。为了避免某些运行过程发生故障而引起整个飞机瘫痪,必须在故障发生伊始迅速予以有效处理,维持飞机的功能基本正常,从而提高飞机的利用效率和使用安全性,以保证任务过程安全可靠的进行。健康评估与故障诊断原理设计主要包含以下3方面内容:(1)状态检测:状态检测的任务是了解和掌握飞机的运行状态,以便维护人员及时加以处理,并为故障分析、性能评估、合理使用和安全工作提供信息和准备基础数据。(2)健康评估:一般飞机在使用过程中可分为4个状态:正常状态、性能退化状态、维护状态和故障状态。健康评估救生评估当前设备处于什么工作状态,并评估当前的状态偏离正常状态的程度大小,评估设备性能退化的程度,掌握设备的健康状态信息。(3)故障诊断:故障诊断是根据状态检测所获得的信息及健康评估结果,结合已知的结构特性和参数以及环境条件,结合该系统的运行历史,对可能要发生的故障进行预报或对已经发生的故障进行分析、判断、确定故障的性质、类别、程度、原因、部位,指出故障发生和发展的趋势及其后果。


3故障诊断方法
        3.1基于操作流程的通用航空飞机机载电子设备故障检测方法
        这类方法主要以专业知识绝对强、职业素养绝对高的航空专家为主体,当需要对通用航空飞机机载电子设备进行检测维修时,进行检测维修的人员需要查询专家曾经的操作手法和经验,并以此为理论依据,对通用航空飞机机载电子设备进行分析,进而做到发现故障、排除故障。这个方法进行广泛传播且大多数人员接受相关培训后会成为行业内人员的操作标准流程,有快速发现故障、操作过程便捷的优势。基于操作流程的通用航空飞机机载电子设备故障检测方法是现阶段比较普及而且成熟的设备故障检测方法。在世界范围内都有大范围的使用,并且使用此类方法对检测维修人员进行培训。在不断总结与创新中根据通用航空飞机的发展进度不断完善和优化,增强对通用航空飞机机载电子设备的故障检测方法。
        3.2基于信号处理的故障诊断方法
        相较而言,基于信号处理的故障诊断方法在应用过程中不需要故障模型就能够实现故障的诊断,方法简单。但是,在实际的诊断过程中,该种方法对于故障信息的利用不够充分,也就导致了故障的诊断还存在很多的不确定因素,使得故障诊断难以准确、迅速。
        3.3基于案例的通用航空飞机机载电子设备故障诊断推理方法
        这种故障检测和排除方法主要以实际的故障检测和排除案例为操作依据,同时,结合原有的故障检测维修案例,然后总结出科学有效的可以通用的航空飞机机载电子设备故障检测排除方法。若想使用此检测方法,要求维修单位和人员需要具备数量极大的通用航空飞机机载电子设备故障检测排除案例和相关的文件记录,方便进行搜索总结的同时增加自身的业务能力。当具备以上条件时,遇到需要对通用航空飞机机载电子设备故障的维修检测时能快速进行分类并找到相关的解决方法。能够快速确定故障部位和故障情况,还能形成宝贵的记录,以供后来的维修检测人员作为分析材料和操作参考。
4排除故障问题过程
        针对上述故障问题,由于在飞机的运行过程中时有时无,而且地面的航电系统没有异常,但是故障却一直存在,这就给故障排除带来了很大的困难。在航电故障诊断小组参阅相关资料之后,召集相关人员进行了诊断方案的研讨。首先,对串件进行了诊断,确定系统中不存在串件的危险,判断串件正常。然后,对就近的设备和连接件进行检查和诊断,发现其不存在问题。最后,测量系统线路,确定其没有任何问题,同时联系了生产企业也没有发现故障所在。综上,进行了一系列的诊断排除,却并没有发现航电系统存在故障,所以这就需要对飞机的机组和塔台进行通信诊断,使用耳机联系的有关故障因素进行排查。从对耳机话筒组着手,在拆开麦克插口之后,发现内部遗留断裂插头类的铜质碎片。该碎片在插孔内部,飞机飞行同时也会移动,就会对导致插孔内部线路短路,使得机组和塔台的通话受到干扰。
结束语
        21世纪新高新技术在网络军事战争中,各种新型军事设备的系统可靠性、安全性、试验性和保证要求有了显着提高,设备的系统预测和健康管理技术是降低设备安全操作、自主操作和维护保证复杂性的重要内容,是开发新型设备必不可少的关键技将PHM技术应用于军事设备已成为国内外科学技术开发的重要发展趋势,复杂的设备故障预测和健康管理技术日益受到关注,正在成为军事国防、航天武器设备大量使用以及自主物流支持系统的重要基础。
参考文献
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