机载设备智能故障诊断系统的研究
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摘要
机载设备的性能检测与故障诊断是飞机地勤维护中的一个重要方面。由于运八系列飞机上装备的机载设备种类比较多，测试信号复杂，单纯使用一种故障诊断方法很难达到故障诊断与隔离的目的。为此，在运八系列飞机机载设备智能故障诊断系统采用了多种诊断方法相结合的策略，集成了智能分析系统、故障树诊断系统和维修与指导系统，分别适用于具有不同测试性能的机载设备，并且利用典型设备的故障诊断对各子系统进行了验证。
在智能分析系统的设计中，融合了专家系统、模糊诊断与神经网络三种诊断方法，提高了故障检出率；在故障树诊断系统中，对故障树节点的性质加以定义，丰富了故障树的形式；维修指导系统不依赖性能检测的数据，通过程序编制，重点解决了故障的定位问题。
机载设备智能故障诊断系统可以完成对运八系列飞机上装备的172个待测LRU的故障诊断与隔离，较原型机、单台机的故障诊断而言具有通用、故障检出率高的特点。具有良好的扩展性，可以推广到其它机型机载设备的故障诊断中。
最后，本文说明了机载设备智能故障诊断系统存在的不足以及未来故障诊断发展的方向。
The performance test and fault diagnosis for air-borne equipments is an important facet of airplane maintenance in ground service. There are many kinds of air-borne equipments and the signals to be measured are complex, it is hard to attain the goal of fault diagnosis and isolation just use one method. The intelligent fault diagnosis system adopts several methods and integrates three subsystems which are intelligent analysis system, fault-tree diagnosis system and maintenance guidance system in the fault diagnosis platform. This paper also tests each subsystem by the fault diagnosis for typical equipment.
The expert system, the fuzzy logic and the NN are combined to improve the test efficiency, in the design of intelligent analysis system, In the design of the fault-tree diagnosis system, the property of the fault tree nodes is defined which enriches the form of the fault tree. The maintenance guidance system doesn't depend on the data of the performance test, it solves the problem of fault orientation.
The comprehensive automatic test equipment(XX-ATE) for xx series airplanes can test 172 LRUs on the xx-series airplanes, its test efficiency is higher than the test equipment for archetype. The system has good expansibility, it can be extended to other kind of airplane's fault diagnosis system.
Finally this paper explains the shortcomings of the intelligent fault diagnosis system and points out the future direction of the fault diagnosis.
在智能分析系统的设计中，融合了专家系统、模糊诊断与神经网络三种诊断方法，提高了故障检出率；在故障树诊断系统中，对故障树节点的性质加以定义，丰富了故障树的形式；维修指导系统不依赖性能检测的数据，通过程序编制，重点解决了故障的定位问题。
机载设备智能故障诊断系统可以完成对运八系列飞机上装备的172个待测LRU的故障诊断与隔离，较原型机、单台机的故障诊断而言具有通用、故障检出率高的特点。具有良好的扩展性，可以推广到其它机型机载设备的故障诊断中。
最后，本文说明了机载设备智能故障诊断系统存在的不足以及未来故障诊断发展的方向。
The performance test and fault diagnosis for air-borne equipments is an important facet of airplane maintenance in ground service. There are many kinds of air-borne equipments and the signals to be measured are complex, it is hard to attain the goal of fault diagnosis and isolation just use one method. The intelligent fault diagnosis system adopts several methods and integrates three subsystems which are intelligent analysis system, fault-tree diagnosis system and maintenance guidance system in the fault diagnosis platform. This paper also tests each subsystem by the fault diagnosis for typical equipment.
The expert system, the fuzzy logic and the NN are combined to improve the test efficiency, in the design of intelligent analysis system, In the design of the fault-tree diagnosis system, the property of the fault tree nodes is defined which enriches the form of the fault tree. The maintenance guidance system doesn't depend on the data of the performance test, it solves the problem of fault orientation.
The comprehensive automatic test equipment(XX-ATE) for xx series airplanes can test 172 LRUs on the xx-series airplanes, its test efficiency is higher than the test equipment for archetype. The system has good expansibility, it can be extended to other kind of airplane's fault diagnosis system.
Finally this paper explains the shortcomings of the intelligent fault diagnosis system and points out the future direction of the fault diagnosis.
引文
1 黄文虎，夏松波等．设备故障诊断原理、技术及应用．北京：科学出版社，1996
2 吴今培，肖健华．智能故障诊断与专家系统．北京：科学出版社，1997
3 刘有才，刘增良．模糊专家系统原理与设计．北京：北京航空航天大学出版社，1994
4 杨叔子．基于知识的故障诊断技术．北京：清华大学出版社，1993
5 (美)Joseph Giarratano．专家系统原理与编程．北京：机械工业出版社，2000
6 郭迅华．Borland C++Builder3 应用程序开发学习教程．北京：北京大学出版社，1999
7 严仕伟．C++Builder程序员学习数据结构．北京：人民邮电出版社，2003
8 GJB/Z 768A-98：故障树分析指南．1998
9 陈玉东，施颂椒，翁正新．动态系统的故障诊断方法综述．化工自动化及仪表．2001．28(3)：1—14
10 朱大奇，于盛林．基于知识的故障诊断方法综述．安徽工业大学学报．2002．19(3)：197—204
11 刘胜利，陈国顺等．用VXI总线技术组建电子装备通用自动测试系统．计算机自动测量与控制．2000．8(4)：40—42
12 刘连生．利用计算机实现航空电子自动测试系统．辽宁工程技术大学学报(自然科学版)．2000．19(5)：501—504
13 姜旭光，李驿华．机载应答／测距机自动测试系统．计算机自动测量与控制．2001．9(1)：21—23
14 黄智刚，柳重堪．用VXI总线技术实现无线电高度表自动检测．2002．28(2)：186—189
15 冯锡智，王格芳等．基于VXI总线的通用自动测试系统．火力与指挥控制．2003．28(2)：78—80
16 梁四洋，崔少辉．基于VXI总线的电子装备自动测试系统研究．武器装备自动化．2003．22(1)：11—14
17 柳爱利，周绍磊．某型大气数据系统自动测试系统的设计．测控技术．2001．20(3)：30—31
18 朱大奇，刘文波等．基于虚拟仪器技术的光电雷达电子部件性能检测及故障诊断系统．航空学报．2001．22(5)：468—470
19 苏群星，解璞，贾长治．基于自动测试系统的故障诊断专家系统．计算机测量与控
制．2003．11(1)：11—13
20 顾玉辉，李柯，朱明武．一种虚拟信号分析仪器的设计．电子测量与仪器学报．1999．13(1)：51—55
21 黄景德，王兴贵，王祖光．故障模糊预测系统推理机制研究．计算机工程．2000．26(11)：63—64
22 张良铎，姜兴渭．多传感器信息融合及其在智能故障诊断中的应用．传感器技术．1999 18(2)：18—22
23 李俭川，秦国平．机载电子设备集成智能故障诊断系统．航空电子技术．2002．33(2)：25—30
24 王道平，马少平．故障诊断系统中深浅知识集成表示方法的研究．小型微型计算机系统．2001．22(9)：1025—1028
25 朱有成，王柏春等．仪器装备故障智能诊断系统．自动化仪表．2002．23(2)：2：2—24
26 沈文杰，尹光甲．综合自动测试系统集成策略．现代雷达．2001．6：1—4
27 钟雪平，危韧勇．小波变换在故障处理中的应用．长沙铁道学院学报．2002．20(2)：52—55
28 苏保河．设备可靠性和故障诊断的综合研究．电力系统自动化．2002．3：28—33
29 吴爱军，陶俊才等．一种基于规则的神经网络的知识表示和推理方法．计算机与现代化．2003(1)：23—24
30 万军，徐伟杰等．基于神经网络的知识获取技术在故障诊断中的应用研究．机械与电子．2002．3：17—20
31 王飚舵．基于专家系统和神经网络的机车电路故障诊断系统研究．振动工程学报．1996．9(3)：230—236
2 吴今培，肖健华．智能故障诊断与专家系统．北京：科学出版社，1997
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