一种用于飞机机电系统的级联故障诊断方法与流程

本发明属于故障诊断方法应用领域，具体涉及一种用于飞机机电系统级联故障诊断方法。

背景技术：

作为飞机上重要的装置——飞机机电系统是飞机上典型的飞行辅助装置，是由大量相互联系但工作过程又彼此不同的分系统组成，其存在着易发故障，且一旦发生故障，将导致灾难性事故的发生。

现代武器装备的采购费用和使用与维修保障费用日益庞大，经济可承受性越来越成为一个不可回避的问题。20世纪80年代，美国开始了第4代战斗机的研制工作。为实现经济可承受性的目标，美军提出了自主保障(al)要求，并在联合攻击机(jsf)上得到实现。

自主保障是一种全新的保障理念，是一种先导式的保障。它通过对装备健康状况的管理，实时地对装备的各部件的剩余寿命进行预测，并生成维修决策。自主保障体系的运作将促进装备的维修策略由现行的事后维修加预防性维修转变为基于状态的维修(cbm)，缩小后勤规模，减少保障费用。实现自主保障的一项关键核心技术就是故障预测与健康管理(prognosticsandhealthmanagementsystems,phm)技术。

phm主要是利用先进的传感器组成，并借助各种算法和智能模型(如模糊逻辑等)来预测、监控和管理飞机的状态，主要包括以下一些功能：①故障检测；②故障隔离；③故障预测；④残余使用寿命预计；⑤部件寿命跟踪；⑥性能降级趋势跟踪；⑦故障选择性报告：只通知立即需要驾驶员知道的信息，将其余信息通报给维修人员；⑧辅助决策和资源管理；⑨信息融合和推理机；⑩信息管理：将准确的信息在准确的时间通报给准确的人员。为实现这些目标，jsf的phm系统分为三个层次，即：最底层分布于飞机各成员系统部件中的成员级；中间层的区域管理器(包括推进系统实时监控、航电设备的实时监控、机体结构实时监控、液压系统实时监控等)；最上层的飞机平台管理器。最底层的传感器将飞机各分系统及部件的相关信息传递给中间层的区域管理器，区域管理器经过处理融合并筛选出来的特征信息传送到最高层的飞机平台管理器中，通过对所有系统的故障信息相关联，并与历史数据和产品模型相比对，确认并隔离故障，最终形成维修信息通过分布式系统传递给地面的后勤信息系统，据此来判断飞机的安全性，安排飞行任务，更新飞机的状态记录，调整使用计划，生成保障决策。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种具有高可靠性、高准确性的飞机机电系统级联故障诊断方法。使飞机机电系统级联故障诊断的准确率及快速维修保障技术水平提升一个新台阶。

本发明的主要实现步骤如下：

一种用于飞机机电系统的级联故障诊断方法，包含以下步骤：

步骤1.根据飞机机电系统的结构组成对飞机机电系统内各零件的功能、故障模式以及故障对上下级零件造成的影响进行分析，形成一条级联故障线路图；

步骤2.以步骤1中得到的故障模式为基础，对故障发生前的故障征兆进行分析，观察故障征兆出现时传感器所采集的数据及传感器的安装位置信息，从而确定采集到的数据对于级联故障的属性程度，以此确定级联故障链路信息；

步骤3.以获取到的飞机机电系统的各零件或部位性能参数为基础，对飞机机电系统的各某零件或部位故障进行诊断，得到各零件或部位故障诊断结果；

步骤4.以获取到的飞机机电系统的各零件或部位的故障诊断结果的基础上，再依据级联故障线路图，确定该处故障可能导致的其他零件或部位所可能出现的功能影响；

步骤5.结合步骤2中的级联故障链路信息、步骤3中的故障诊断结果以及步骤4的功能影响，建立相应的故障诊断知识库，确定相应的故障诊断规则表；

步骤6.结合步骤2中的级联故障链路信息、步骤3中的故障诊断结果以及步骤4的功能影响，建立后期的维修维护计划，并制定相应的维修模式，以确保飞机的高效运行。

附图说明

图1为本发明一种应用于飞机机电系统级联故障诊断新方法的运行原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

参见图1所示，本实施例所示的一种用于飞机机电系统的级联故障诊断新方法，包含以下步骤：

步骤1.根据飞机机电系统的结构组成对飞机机电系统内各零件的功能、故障模式以及故障对上下级零件造成的影响进行分析，形成一条级联故障线路图。

在本步骤中，首先以飞机机电系统为研究对象，开展飞机机电系统的结构组成分析。飞机机电系统的结构组成分析主要是对飞机机电系统的各分系统进行功能分析与工作方式分析。

然后，进行分系统的常见故障模式分析，进而完成故障模式的统计分析，建立关联知识库，形成一条级联故障线路图。故障模式的统计是在设计阶段对所可能发生故障种类、类型等的统计，完成各分系统的故障模式影响及危害度分析表(fmeca)，参见表1所示。

表1

故障模式分析主要是为了实现对故障征兆、故障模式及故障影响、应测的特征信号之间的关系进行了描述，在此基础上，分析子系统之间的故障关联、参数关联和相互影响，为故障诊断及健康评价提供知识索引和推理依据。

建立关联知识库首先完成关联知识库的建立，在此基础上，完成关联诊断知识库的搭建。建立关联知识库，其主要是根据机电系统功能影响分析规则，对选定的机电系统三个典型关联故障分别建立诊断知识库，包括故障代码、故障征兆属性及征兆值。

步骤2.以步骤1中得到的故障模式为基础，对故障发生前的故障征兆进行分析，观察故障征兆出现时传感器所采集的数据及传感器的安装位置信息，从而确定采集到的数据对于级联故障的属性程度，以此确定级联故障链路信息。其中，属性程度表达的是到何种故障程度，或者危害度达到多少，以此，确定级联故障链路信息。级联故障链路信息指的是故障链路上的一些需要知道的信息，如这个故障通过传递过程到达另一个部件中间的一些信息，如液压泵出现故障后的连锁反映，可能会导致机翼、刹车等系统故障，形成这样的一个级联故障链路信息。

步骤3.以获取到的飞机机电系统的各零件或部位性能参数为基础，对飞机机电系统的各某零件或部位故障进行诊断，得到各零件或部位故障诊断结果。性能参数是指对于故障诊断有用的数据，开展故障诊断主要是为了phm系统具有对产品对象从系统级到单元级可能产生的故障进行分析和分类的功能，以便采取措施，消除隐患，提高可靠性。

步骤4.以获取到的飞机机电系统的各零件或部位的故障诊断结果的基础上，再依据级联故障线路图，确定该处故障可能导致的其他零件或部位所可能出现的功能影响。功能影响是指也许没有发生故障，但对于其功能造成的影响。

步骤5.结合步骤2中的级联故障链路信息、步骤3中的故障诊断结果以及步骤4的功能影响，建立相应的故障诊断知识库，确定相应的故障诊断规则表；

步骤6.结合步骤2中的级联故障链路信息、步骤3中的故障诊断结果以及步骤4的功能影响，建立后期的维修维护计划，并制定相应的维修模式，以确保飞机的高效运行。

通过以上步骤，首先，完成机电系统关联子系统的故障模式分析，建立级联故障线路图；其次，根据级联故障线路图，建立级联故障链路信息，再者，采用获取到的某一关键部件的性能参数，完成关键部件的故障诊断；最后，根据级联故障链路信息，以关键部件故障信息为基础，可以诊断出机电系统整个链路的故障，最终实现对飞机机电系统级联故障进行准确诊断，并以该级联故障为基础，建立后期的维修维护计划，实现相应的维修。