无人机PHM系统体系结构设计研究

针对状态预测与健康管理(PHM)技术在无人机领域的应用需求,本文参考国内外PHM技术研究成果和应用经验,结合我国无人机保障现状,分析了无人机PHM系统的功能需求,研究设计了无人机PHM系统的体系结构,并详细介绍了该系统的工作流程,为无人机综合保障水平的提高提供了有益指导和参考。     

飞机机电系统PHM技术方案研究

针对目前飞机PHM系统难以精确设计的技术瓶颈,并为了满足提高飞机故障诊断与健康管理技术能力的目标要求,本文在大量调研并参考国内外飞机PHM系统设计经验的基础上,结合国内针对PHM设计的特殊背景,通过对飞机机电系统进行了深入分析与研究,提出了一种针对飞机机电系统PHM总体方案架构思想。文章给出了机电系统PHM区域管理器结构的设计思路及机电系统PHM区域管理器设计,开展机电系统aFMECA分析,明确了该系统设计的指导思想、功能和组成,并着重论述了各主要功能模块的设计方案,最后形成了飞机机电系统PHM技术方案,对于促进国内PHM技术的发展具有重要作用,同时也为其他武器装备的PHM技术的研究具有一定的指导作用。     

国外飞机预测与健康管理技术发展计划综述

进入21世纪以来,预测与健康管理(PHM)技术作为提高新一代武器装备和民用产品的可靠性、安全性和经济承受性,实现自主式保障和基于状态的维修(CBM/CBM+)的关键使能技术,引起各国军方和工业界的广泛关注;欧美各国借助各种技术开发计划来大力推动PHM关键技术的开发、成熟和在军、民领域的应用;对近10年来美国NASA、欧盟和英国实施的几项PHM相关计划进行了概述,介绍了各项计划设立背景、研究框架和特点、组织管理、研发重点等内容,以期为我国发展PHM技术、制定相关技术计划提供参考借鉴。     

PHM技术国内外发展情况综述

随着现代武器装备复杂化、综合化、智能化程度的不断提高,传统的故障诊断技术难以适应新的需求。为了满足信息化战争对武器装备作战效能和快捷、精准、持续保障的要求,20世纪90年代中期,PHM(故障预测与健康管理)技术应运而生。从发展概况、应用成效、PHM验证评价、典型案例分析以及发展规划5个方面总结了国外PHM技术发展的应用成效;并对国内PHM技术的基础理论、工程技术与应用方面的发展状况进行了总结;通过对比国内外PHM技术的发展应用现状,总结分析了目前国内PHM技术发展现状与国外先进水平之间的差距以及未来发展的借鉴启示。     

PHM中预测性能评价方法的发展与展望

预测与健康管理技术越来越受到武器装备维修保障领域的关注,预测作为其中的关键技术,其性能的优劣对健康管理工作有着至关重要的作用。对国内外PHM研究领域中预测性能评价方法的发展和现状进行了简要概括,并对预测性能评价方法的发展脉络进行了阶段划分与梳理,阐述了各阶段预测性能评价方法的基本原理与主要特点。在此基础上,总结了当前PHM研究中预测性能评价领域存在的发展空间和技术挑战,以及国内预测性能评价研究的特点,并由此提出对未来研究趋势的展望。     

PHM模型的工程化验证方法研究

模型验证技术在故障预测与健康管理(PHM)系统研制中受到高度重视,特别是如何将验证方法在具体的工程应用中体现规范性、系统性、通用性和实用性,已成为亟待解决的技术问题;在分析国内外相关研究现状的基础上,对PHM模型验证方法进行了系统深入的研究,阐述了故障数据获取方法和故障诊断和预测性能指标体系,并以机载诊断模型为例,对PHM模型验证流程作了详细介绍;最后,将此方法应用到了PHM验证平台的设计、开发和具体实现中,充分体现了PHM模型验证方法的工程化特点。     

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。     

数据驱动视角下飞机故障预测与健康管理系统设计及验证

由于故障预测与健康管理系统（PHM）是涉及多层次、多领域、耦合度高的复杂系统,很难从整体对PHM系统进行设计和验证,所以始终没有成熟的工具和方法。从数据驱动的视角,研究了飞机PHM系统设计及验证。以数据为主线,采用了四种方法实现PHM系统设计及验证：1）采用系统建模语言（SysML）进行PHM系统的架构设计;2）采用基于事件的方法将被观测系统的行为状态化,实现PHM系统中资源的充分利用,降低局部的资源压力;3）采用基于模型的推理方法,实现了系统状态模型的应用;4）采用多线程、异构能量耦合等方法定义了一个PHM仿真框架,并在该框架指导下开发了一个仿真环境,并针对机载配电系统设置了几种测试用例进行诊断推理,对提到的各种方法进行了验证。研究结果表明,上述方法是合理有效的,可以构建描述完整、资源均衡的PHM系统架构。     

基于PHM的电力中间件故障预警技术研究

提出一种面向中间件的故障预测与健康管理模型,将当前电力信息系统中中间件的运维工作,从传统的事后排查转变为故障预判和智能预警。依据故障预测与健康管理(PHM)技术,以灰色-马尔科夫为核心预测算法,结合时间切片管理和动态置信阈值技术,设计并实现了面向中间件业务的故障监控和预警系统。以湖北省电力公司构建的智能化运维管理平台上的应用为实例,实践证明了该方案的可行性和有效性。     

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。     

基于PHM的复杂机电系统健康管理技术研究

随着社会生产力的快速发展,复杂机电系统作为工业自动化领域重要组成之一,智能化、自动化程度越来越高,也对维修保障能力提出了更高要求。目前我国大多数复杂机电系统仍然以定期维修和故障维修为主,维修技术已经显著落后于设备发展水平。本文基于故障预测与健康管理技术,在剖析复杂机电系统常见故障模式的基础上,研究了复杂机电系统健康管理系统的层次架构、功能组成、技术途径,为视情维修保障模式在复杂机电系统中的应用方式方法进行了有益探索。     

基于PHM的舰艇装备视情维修技术研究

针对PHM技术在舰艇装备视情维修中的应用需求,在分析剩余寿命预测机理的基础上,为解决舰艇装备历史数据少、状态变化普遍表现为非线性等难题,建立基于粒子滤波的多步剩余寿命预测模型,通过仿真表明：随着时间的推移剩余寿命PDF图变狭窄,剩余寿命预测误差逐渐降低,证明了预测方法的有效性。在此基础上,考虑装备维修费用最低为目标,建立以费用最低为目标的预防性维修时间确定模型,使得单位时间内的平均维修费用最低,并通过采用建立的基于粒子滤波的多步剩余寿命预测模型,最终确定了最优预防性维修时间,为装备保障人员拟订精确维修保障计划提供依据,也为舰艇装备开展视情维修奠定基础。     

军用飞机光电平台的研发趋势与技术剖析

以高分辨力和抗电子干扰为突出特点的光电平台已成为近代军用飞机的必备装备与显著标志。本文根据近年来国外公开发表的资料,围绕２１世纪服役的无人机光电载荷,有人固定翼飞机、有人旋翼飞机的光电吊舱和多传感器平 台,尤其是配置在新一代联合攻击机Ｆ３５、“同温层堡垒”低空突防轰炸机Ｂ-５２Ｈ、“枪骑兵”战略轰炸机Ｂ-１Ｂ、“扑食者” 无人侦察／攻击机ＲＱ-１Ａ／Ｂ等当今活跃在局部战争中的军用飞机上的光电装备,分析了近代军用飞机光电系统的主要优点,指出了相关光电技术与设备的瓶颈与不足,论述了机载军用光电平台的发展趋势,探讨了当前急需解决的若干技术难点,期望以此为我国军用飞机光电平台的快速发展,以及早日赶上发达国家的相应水平尽献微力.     

空间运输航天器故障诊断系统架构研究

故障诊断技术不仅是提高空间运输航天器的安全性和可靠性的重要手段,而且可以节约航天器整个寿命周期的运行维护成本,因此研究航天器故障诊断技术,特别是处理紧急故障的在轨故障检测和诊断技术是非常必要的。在分析国外航天器故障诊断系统发展趋势的基础上,提出了基于天地一体化设计思想的空间运输航天器故障诊断系统架构,阐明了设计原则,以及具体功能需求。介绍了在轨故障诊断系统和地面故障诊断系统,提出了地面故障诊断系统软件的组件模型构成。地面系统对航天器在轨故障诊断有较强的辅助作用,能有效补充故障分析、诊断、预测、处理能力。给出的系统架构对航天器故障诊断系统研制具有一定的参考价值。     

某型飞机发动机故障诊断专家系统设计

针对某型飞机发动机故障诊断困难以及视情维修对维修技术提出的更高要求,利用专家系统人工智能技术设计了该型飞机发动机故障诊断专家系统。该系统利用自动检测技术获得发动机状态参数,通过智能诊断实现故障定位。系统利用模块化设计思想进行了人机交互界面设计、故障知识数据库建立、推理机制设计、获取知识程序设计、解释程序设计,实现了发动机故障的快速定位,提高了发动机诊断维修的时效性,保证了发动机的完好率。