民用飞机多级健康状态评估技术研究

健康状态评估技术是实现飞机派遣决策的关键技术。本文提出了一种民用飞机多级健康状态评估方法,该方法充分利用各类工程数据、技术数据和可靠性分析数据,建立飞机技术派遣量化评估方法,甄选影响飞机技术派遣的主要参数,并通过对各参数进行权重分配,建立综合量化分析模型,针对专机、VIP及其他特殊航线运行要求,精准高效地为飞机的技术派遣提供决策依据,保证特殊运行航班的安全性以及签派可靠度。经某航空公司的试用效果良好,验证了提出的方法的可行性。     

无人机健康状态综合评估技术研究

无人机健康状态综合评估技术是以无人机视情维修体系为背景发展起来的,已成为先进的无人机核心技术之一,现已发展成为一门新兴的科学技术;国外的许多军用无人机由于采用健康状态评估技术,极大降低无人机的使用和维修成本、提高无人机的使用可靠性;结合某型无人侦察机的典型部件,阐述了无人机健康状态评估技术的提出、实现方法和发展趋势,并以无人机的动力分系统为例,验证了所提方法的可行性,为实现无人机状态即时评估提供科学依据。     

基于测试参数的某型空空导弹健康评估模型

为了评估空空导弹健康状态,借助测试原理和导弹结构,建立贝叶斯网络拓扑结构模型,根据根节点输入和条件概率值进行推理,利用GeNIe2.0对试验参数进行仿真,确定导弹处于各个健康等级的可能性,仿真结果符合导弹的实际健康状态;敏感性分析确定了导弹部件的重要性,针对寿命周期各个环节提出了建议;借助模型,可以根据测试单元优劣健康评估情况制定有效的维修决策,这为基层部队进行导弹可靠性分析提供了方法和途径。     

基于距离度量和健康指数的电子设备健康评估方法

依据监测参数对系统进行健康评估,可以了解系统在工作过程中的健康状态,并通过预防维修避免系统故障带来的安全隐患。电子设备的健康状态容易受到随机干扰的影响产生虚警从而导致不必要的维修,为此提出一种通过多参数距离度量来构建健康指数从而进 行系统综合健康评估的方法。利用马氏距离对监测的多个系统性能参数时间序列进行降维,基于核函数最优分段间隔估计对数据的直方图分布进行统计,利用加权分数贡献率来构建健康指数。通过电脑的实验与仿真数据进行了验证,给出了单参数异常和多参数同时异常情况下的评估结果。研究表明,该方法不仅能对系统的健康状态进行有效的评估,而且能够降低随机突发干扰产生的虚警。     

基于HMM的机载设备状态健康评估方法研究

针对机载设备的状态健康评估问题,采用隐马尔科夫模型(HMM)对其进行性能退化程度的评估。首先引入状态条件概率矢量对HMM进行不确定性改进,并推导了其表达式;其次以状态条件概率比值为基础,给出了机载设备状态等级量化分值的计算方法,并据此设计了机载设备状态健康评估流程。最后以飞机发动机温控放大器为例进行仿真验证,结果表明上述方法能够给出直观、准确的状态评估结果。     

重复使用运载器预测与健康管理PHM技术研究

为了实现传统一次性运载火箭的可重复使用特性,提高重复使用运载器的安全性、可靠性及维修保障性,破解重复使用运载器研制难度大、技术风险高的难题,研究了一种重复使用运载器的预测与健康管理系统方案;该系统采用一种“机载-地面”辅助决策的系统设计方案,机载部分采用分层分布式的系统架构设计方案,地面部分采用区域管理和综合调度的设计方案,有效实现运载器在线式健康状态监测与诊断;重复使用运载器预测与健康管理设计方案的应用,确保运载器在全寿命周期内,实现在线实时故障检测、故障预测和健康评估,为故障处理、维修保障和系统操作优化提供决策支持,显著提升了重复使用运载器的安全性、可靠性、保障性和效费比。     

基于状态指标的更新决策方法研究

针对设备在实际运行和执行任务时经常涉及到维修、更新报废等管理活动缺乏定量模型支撑的问题,提出了利用典型部件的预测寿命和非典型部件的历史寿命对设备系统级的健康状态进行综合评估的方法,建立了一种以状态指标为决策序列的动态规划更新决策方法。该方法能综合考虑维修费用和更新费用,确定最优更新决策,降低保障费用,有效的提高了设备的经济效益。最后经过案例分析证明了该方法的有效性,对于提高设备的保障能力和经济效益提供了理论支撑和方法指导。     

基于贝叶斯决策的电传飞控系统状态监测与健康管理

针对飞控系统早期故障信号的微弱性和不易检测性,提出了一种基于贝叶斯决策的飞控系统状态监测和健康管理新算法;采用最大似然估计法对故障特征向量概率密度函数进行参数估计,监测飞控系统故障特征概率密度分布相对于正常状态的偏离,将不易检测的故障信号转化为容易观测到的偏离信息,实现飞控系统状态的健康评估;以某型电液伺服作动器为例,采用上述方法对其进行状态监测和健康管理,仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。     

基于观测器的液压系统健康状态评估方法研究

为了实时评估液压系统的健康状态,提出了基于观测器的健康状态评估原理,利用解析模型、仿真模型和数据模型及其配合等方法进行液压系统标准模型的建立,联合实际液压系统的监测数据,构建液压系统的状态观测器。将实际系统的相关参数作为输入,实际监测点的输出与标准模型的输出进行特征分析与对比,在数据处理的基础上形成残差及其向量,运用数据分析方法计算系统健康度,并解析各元素及其耦合所映射的故障类型与故障程度,实现液压系统的故障定位与评估。最后,利用某型装备的起竖液压系统进行了应用举例,介绍了模型构建、故障模式与参数选择、残差构成及健康度计算的方法。所研究的状态评估方法对实时评估液压系统,及开展液压系统视情维修具有参考价值。     

基于云重心评估法和熵值法的装备技术状态评估

装备技术状态评估是状态维修的关键环节,对维修决策有重要的支持作用。针对装备的监测信息和历史数据的模糊性和随机性,提出了基于云重心评估法的装备技术状态评估模型。同时,充分利用云理论特征值之一的熵,通过熵值法得到指标权重,避免了主观评价造成的误差。采用加权偏离度最终确定技术状态,构成定性属性值与定量属性值的映射关系。通过实例,验证了该方法的可行性和有效性。     

面向复杂装备的信息融合式健康监测分析研究

为解决当前复杂装备维修维护与状态监测所面临的问题,提出面向复杂装备的信息融合式健康监测;对复杂装备健康监测需求进行研究,明确针对复杂装备开展健康监测研究的意义;完成装备健康监测概念辨析,明确将信息融合技术引入复杂装备健康监测的意义;对信息融合技术国内外研究现状进行分析,针对信息融合技术的数据级、特征级及决策级,对各层级典型信息融合算法进行概要分析;论文研究为后续进一步深入开展复杂装备信息融合式健康监测研究奠定了良好基础。     

飞机综合健康管理系统的应用与发展

飞机综合健康管理技术的应用对于提高飞机的安全性、维护性、降低运营成本等具有重要意义。本文通过对相关文献的整理,归纳和总结了飞机综合健康管理系统的含义,梳理了飞机综合健康管理系统发展过程,并以综合健康管理系统在B787、A380以及F-35飞机的应用为典型案例,从系统架构、功能组成等方面详细阐述了综合健康管理系统在民用和军用飞机上的最新应用,最后对飞机综合健康管理系统的发展趋势进行了探讨和展望。希望通过本文能够使读者对飞机综合健康管理技术的发展历程、最新技术水平以及未来发展方向有更加详尽的了解,对我国开展相关技术领域的研究提供有力的帮助。     

基于油液光谱分析的PCA-AHP综合传动健康状态评价研

油液光谱分析是研究综合传动运行状态的重要方法,以油液光谱分析数据为基础,运用主成分分析法(PCA)和层次分析法(AHP),建立了一种综合传动健康状态的评价模型。文章结合机械设备健康的概念,综合考虑油液光谱分析数据中各种磨损元素的影响,提出用健康值来定量描述综合传动运行状态的概念,并根据健康值对综合传动健康状态进行了等级划分;利用主成分分析法,对油液光谱分析数据进行主成分提取的研究分析;运用层次分析法研究主成分权重值,探讨判断矩阵的构造、一致性检验等问题;然后将二者有机的耦合,建立评价模型;实验研究表明,此方法具有很高的准确性,能够有效地判断综合传动的运行状态,对开展综合传动状态评估具有重要意义。     

基于对数变换的六相永磁容错电机故障预测研究

研究电力作动系统用永磁容错电机故障预测问题,有利于准确监控飞行器健康状态,为飞机维修提供决策支持;TS(2*2永磁容错电机特征信号复杂无序,传统灰色模型故障预测精度不高,基于此,提出一种新的故障预测改进方法;TS(2*2首先对原始故障能量特征序列进行对数变换处理,对序列进行一次累加生成,建立GM(1,1)灰色模型,最后将得到的拟合还原成模拟值,得到预测数据;TS(2*2结果表明,故障原始序列经过对数函数变换处理后,预测误差相比于未经处理的基本灰色模型降低了4.63%,预测精度提高到96.5%以上,有效提高了永磁容错电机的故障预测精度。     

自抗扰控制技术在高低温环境模拟系统中的应用

针对现有健康状态评估方法主观性较强,准确度不高等问题,提出一种基于DSmT理论和模糊综合评判的健康状态评估模型。首先,确定评估对象的评价指标体系,对采集的原始数据进行预处理;然后利用模糊综合评判理论确定广义基本信度赋值;接着采用DSmT融合规则对广义基本信度赋值合成,得到健康状态等级。对于多级的系统评估,可将融合后的结果作为新的广义基本信度赋值进行DSmT融合。实例验证表明,该状态评估模型能够准确有效地实现对系统的健康状态评估,而且能够克服高冲突证据的融合问题,具有良好的应用价值。     

基于风洞的设备健康管理与数据有效性判定平台研究

低速增压风洞是满足我国航空工业科技发展而建设的一座气动力重大基础试验设施。为了保障该设施的高效率和可靠地运行,以各机电设备、电气测控设备、机械装置为对象,根据其故障模式和故障特点选取合适的监测点,获取实时工作状态数据,再以数据为基础,进行状态监测、故障诊断、故障预测,实现预先性决策和针对性快速维修。基于OSA-CBM 体系构建的风洞健康管理系统,根据设备的运行状态,实现对试验数据的有效性进行实时判定,并实现了风洞装备由事后维修向视情维修转变;实现了装备从使用、维护、管理模式由分散式管理向集约式管理的转变;实现了装备系统故障诊、预测及判读从人工智能向机器智能的转变。     

基于相空间重构的PHM数据处理算法研究

采集数据的非线性特性极大地限制了故障预测与健康管理技术(PHM)在飞机自主保障能力中的应用,提出了一种基于相空间重构的数据处理方法;首先,对PHM技术进行了系统研究,并对数据处理进行了分析;然后,根据数据处理的特点,分别采用自相关法、复自相关法、FNN法和C-C法计算相关的延迟时间及嵌入维数;最后,通过仿真对比分析以上几种方法得到的延迟时间与嵌入维数;结果表明作为一种联合计算延迟时间和嵌入维数的数据处理方法,C-C法可以同时计算延迟时间τ为3和嵌入维数m为6。     

加注系统信息融合式健康监测方案研究

为解决当前发射场加注系统维修维护与状态监测所面临的问题,提出针对加注系统开展基于信息融合的健康监测;分析针对加注系统开展健康监测研究以及将信息融合技术引入系统健康监测的意义,总结加注系统健康监测现状,得出开展加注系统健康监测所面临的困难与启示;针对加注系统典型设备,设计融合式健康监测方案,包括健康监测信息特点分析、典型设备健康监测信息分析以及典型设备健康监测方案设计;为后续进一步深入开展加注系统融合式健康监测研究奠定了良好基础。     

主元分析在航空发动机关键系统状态识别中的应用

航空发动机是飞机的心脏,因此,对其状态识别进行研究,一直是业界研究并试图解决的热点问题之一。本文以某型真实发动机气路系统为具体研究对象,通过在专业试验平台对其各种运行状态进行试验,采集其大量试验数据,在对其深入分析的基础上,提出采用高压转子相对物理转速、发动机进口温度、发动机进口压力、压气机出口压力、25截面压气机进口温度、低压转子相对物理转速、低压涡轮后温度、低压涡轮后压力等8个主要参数进行状态识别的方法,首先对其进行标准化处理,再对其进行主元分析,采用主元贡献率法计算出主元个数,并据此构建状态识别模型,确定 统计量和SPE统计量。并以确定的 统计量和SPE统计量作为航空发动机气路系统状态健康与异常识别的标志,对航空发动机气路系统健康与否进行识别研究,研究结果表明,该方法可以很好识别出航空发动机气路系统的运行状态,对航空发动机实际运行及所处状态的识别具有重要的使用价值与工程指导意义。     

有源相控阵雷达状态监测与健康管理技术

状态监测和健康管理技术作为新一代测试与诊断技术,是装备自主式保障的核心系统之一,在保障武器装备战备完好性,提高作战效能,降低全寿命周期费用等方面具有重要作用;从有源相控阵雷达的状态监测与健康管理入手,构建了分层式健康管理系统框架,以作用距离和副瓣电平等指标进行信息融合和健康评估,实现了有源相控阵雷达的状态监测和健康管理。