工业设备微机状态维修管理

本文根据工业设备的故障特点，钭故障检测与容错技术相结合，提出利用故障信息对设备运行状态进行预测维修的管理方法，并对其具体实现问题进行了分析和讨论。     

基于BIT故障诊断的常规配电技术研究

为了解决常规配电设备的故障诊断和快速定位的问题，以飞机常规配电系统为背景，选取设备自身状态决策项、电气参数决策项和生命周期决策项，建立故障诊断方程，提出了一种基于机内自检（Built-in Test，BIT）的故障诊断方法。经实践应用表明，该方法对常规配电设备出现的故障能快速定位，可实现故障综合诊断、告警和信息上报等功能，提升了飞机的外场保障能力和故障排查效率。同时，该技术也可应用于国内现有其他机型常规配电系统中，意义重大。     

基于模糊故障树的ILS接收机的故障诊断

仪表着陆系统是飞机导航系统的重要子系统,其可靠性直接关系到飞机能否安全运行。为了准确描述故障对仪表着陆系统功能的影响程度,文中基于对仪表着陆系统接收机故障概率的分析,将模糊数学和故障树方法相结合,以AIR-BUS 320仪表着陆系统接收机为例,详述了模糊故障树的建模过程,并通过对其进行失效分析,给出了仪表着陆系统接收机的故障诊断算法。仿真结果表明,所建立的模型满足仪表着陆系统对接收机的故障诊断要求,且建模方法具有广泛的适用性。     

基于建康管理技术的机载计算机智能故障诊断方法

为了满足飞机机载电子设备以状态监控为基础的视情维修保障策略,提升设备可维护性,提出了一种基于在线检测、故障预测、辅助决策的健康监控管理故障诊断方法,支持对机载电子设备的健康状态进行预测和评估。通过划分机载电子设备子功能的敏感威胁区域,对这些区域设计专门的威胁预警监控电路,进行功能危害监控,建立推理监控模型对监控电路故障进行预警监控,结合辅助决策的方式对预警到的故障进行定位,实现对电子设备的智能故障诊断。通过FMEA的分析与故障注入测试验证,该预警电路、推理模型和辅助决策能有效的预测故障及定位,具有较高的故障预测覆盖率,可提高机载计算机的维修性、降低维修时间,在电子设备视情维修策略上具备工程应用价值。     

阀外冷系统的典型问题及数字化技术应用

针对换流站阀外冷系统保安过滤器、反渗透膜系统污堵的典型问题,应用数字化技术加强监视系统的运行数据。在保安过滤器前加装压差传感器,增加仪表故障信号、压差高信号显示和显示值。将压差仪表故障信号、压差高信号和显示值上传至OWS监控平台,提前掌控保安过滤器的运行状态。加装阀外冷高压泵振动及运行健康参数监测平台,数据服务器基于故障预测算法的计算和分析实现了故障预警、就地和远程OWS监测。通过自动化技术提高对阀外冷系统重要设备的控制精度,提前获知设备运行状态,避免造成设备损坏、系统功能破坏等严重后果,保证阀外冷系统的安全运行。     

飞机变压整流器健康管理算法研究

变压整流器是飞机电源系统中的重要设备,可以使飞机供电系统不再配备直流发电机,变压整流器在飞机电源系统中应用非常广泛,将健康管理技术应用于飞机变压整流器对其故障进行提前预警,具有重要现实意义。在对12脉波变压整流器的原理进行分析后,得出变压整流器的绕组绝缘老化和电容老化是导致其系统老化的主要因素,通过变压整流器的模型,借助仿真数据对比分析,确定了与电容和绝缘绕组相关的系统外部老化特征参数;并通过高斯混合模型、马氏距离对数据进行分类,再通过训练BP神经网络实现对变压整流器健康状态的评估。     

基于故障诊断的生产过程安全管理系统

根据项目的实际需求，对利用计算机进行生产设备的数据采集和信号分析、设备运行状态监测、故障报警、故障诊断及其预测方法等进行了分析研究，采用灰色诊断方法及GM（1，1）模型进行了故障诊断和预测，并开发了一套状态监测及生产过程安全管理系统，有效地解决了大型企业生产过程设备安全管理问题。     

流量仪表罕见的故障原因

对仪表运行故障的分析可供广大使用者在遇到相似情况时予以借鉴，快捷克服故障。文中列举了13例非流量仪表自身引起的罕见故障的原因，它们分属于环境条件方面，有流动干扰、电气干扰和气候影响等；在系统方面，有仪表安装位置不妥和关联设备引起的原因。     

基于层次分析法的卷烟烘丝机健康度评估

烘丝工序是卷烟制丝生产的关键环节，其设备状态决定着生产是否能正常进行，如果设备带病运行，将会降低烟丝质量。对烘丝机的健康状态进行评估和故障定位对及时掌握设备状态，降低因延时维修造成的经济损失十分关键。提出了一种基于层次分析法的烘丝机设备健康度评估方法。该方法基于传感器采集的设备实时运行数据和统计的历史数据，构建烘丝机设备健康度指标体系，以百分数的形式表示当前设备健康状态。在烘丝机发生故障时，系统可以进行故障定位和故障等级划分，从而提高设备的维修效率。     

数据采集与处理的设计方法理论研究

在高可靠性旋转机械、桥梁、轨道交通等设备故障预测和管理中，需要实时地对设备工作状态进行数据采集，通过计算机对数据分析来进行监测，针对这一目的，提供一种信号采集与处理系统设计方法。高精度模数转换器AD7982、FPGA和Matlab为核心，FPGA控制ADC进行数据采集，利用Matlab中FdaTool工具箱设计滤波器并导出系数，最后基于QuartusII FIR IP核进行数据处理。通过联合仿真表明该设计方法可靠，可应用于设备的健康状态监测与管理。     

飞机故障知识的本体建模及语义检索

针对目前飞机维修保障工作中故障知识共享应用的实际困难,对飞机故障知识的表达建模以及检索应用进行了研究。依据飞机故障知识的领域特性和共享需求,采用本体作为知识表示的方法。根据本体组成元素分析了飞机故障本体的知识来源,并提出了飞机故障知识的本体工程构建方法。在本体模型的基础上,研究了飞机故障知识的语义检索模型,基于最近相邻检索策略提出了飞机故障本体的语义检索相似匹配算法及其实现流程。开发飞机故障知识管理原型系统并在某航空制造企业进行应用验证。     

基于直接自适应控制的重构飞控系统研究

通常，飞控系统重构设计需知系统的故障信息，而使用直接自适应控制技术可在不知道系统故障信息的情况下，对飞控系统操纵面损伤进行重构，并且可使故障飞机很好地跟踪参考模型的输出．采用优化算法设计反馈补偿器以保证故障系统的严格正实性，并利用Lyapunov函数证明重构系统的渐近稳定性．将该方法用于某型飞机侧向控制系统的设计，仿真结果表明，在操纵面严重受损的情况下，飞机仍能保持良好的性能．     

一种广度优先搜索故障关联树的飞机故障源定位方法

现代飞机部件及系统之间相互关联、紧密耦合,一个设备的故障可能会引起其他多个设备的连锁报故,而庞大的飞机系统以及BIT技术的局限性使得仅靠人工进行飞机的紧急排故已不可行。提出了一种快速定位故障源的方法,该方法通过有效利用设备上报的故障信息以及借鉴广度优先搜索的思想,在故障关联树中定位故障源。在实际应用中,该方法能快速地定位故障源,有效缩短了飞机紧急排故的时间。     

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、获取知识程序设计及解释程序设计,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。     

飞机操纵面损伤的自适应容错控制设计

针对飞控系统实时控制和高可靠性的要求,提出一种飞控系统多操纵面损伤的在线容错控制算法.首先建立包含各种常见故障的操纵面参数仿真模型和故障注入仿真机制,其次由于故障的随机性,设计多个并行的在线观测器,对应于每个观测器模型建立一个基于特征结构配置的控制器.最后根据多个观测器和相应的控制器可完成系统在线故障隔离与重构.应用某型飞机横侧向控制系统进行仿真,得到了预期的效果.此方法设计简单合理,适于工程应用.     

基于卷积神经网络的飞机液压系统故障诊断

现代飞机系统的复杂度和集成度均大幅提升,使得其故障诊断存在难度高和准确率低等特点。采用一维卷积神经网络方法对军用飞机液压系统的故障诊断问题进行了研究,构建了满足多传感器数据分析要求的卷积神经网络模型。考虑到神经网络的输入来自不同的传感器数据序列,各数据序列之间的空间关系不明显,因此,即使网络输入是二维形式,而实际的卷积操作均在一维上进行。通过解决某飞机液压系统的故障诊断问题,证明将标准化后的多传感器数据序列及对应故障模式作为训练样本对卷积神经网络模型进行训练时,采用满足训练要求的网络对飞机液压系统进行故障诊断时具有较高的准确率。     

飞机刹车系统故障诊断方法及其应用研究

刹车系统是飞机着陆制动的重要系统,其故障将直接影响飞机着陆安全.现阶段刹车系统多采用故障树分析法进行事后诊断,对故障预防效果有限.运用一元线性回归分析方法建立刹车系统输出刹车压力的预测区间,修正后作为刹车压力应正常分布的区间,将该区间作为检测手段并结合故障征兆判据,对刹车系统现有工作数据在区间上的分布情况进行分析和判断,以检测系统中是否存在故障征兆.实例验证结果表明:该诊断方法可以预先对刹车系统中存在的故障征兆进行检测,在运用工程知识对检测出的故障征兆进行隔离和排除后,可极大降低刹车系统再次工作时的故障发生率,故障预防效果显著.该诊断方法易实现,有助于弥补现阶段刹车系统故障诊断存在的不足,可推广使用,具有一定的应用前景.     

基于DEMATEL的多电飞机起动发电系统部件失效关联性分析

针对多电飞机起动发电系统部件间的强电耦合关联关系,开展基于主要特征量变化和决策试验与评估实验室法(DEMATEL)的部件间失效耦合关系分析。建立了基于Modelica的多电飞机起动发电系统仿真模型,提出基于故障注入时系统主要特征量的变化,仿真研究系统不同失效的影响机理和不同部件间失效耦合程度,构建直接影响矩阵的方法。利用DEMATEL方法对直接影响矩阵进行解耦,解算部件失效影响的中心度和原因度等参数。对比故障树分析(FTA)结果表明,所提出的部件失效关联性分析方法正确合理,为复杂电子电气系统失效相关性分析方法提供了参考。     

An integrated architecture for fault diagnosis and failure prognosis of complex engineering systems

Complex engineering systems, such as aircraft, industrial processes, and transportation systems, are experiencing a paradigm shift in the way they are operated and maintained. Instead of traditional scheduled or breakdown maintenance practices, they are maintained on the basis of their current state/condition. Condition-Based Maintenance (CBM) is becoming the preferred practice since it improves significantly the reliability, safety and availability of these critical systems. CBM enabling technologies include sensing and monitoring, information processing, fault diagnosis and failure prognosis algorithms that are capable of detecting accurately and in a timely manner incipient failures and predicting the remaining useful life of failing components. If such technologies are to be implemented on-line and in real-time, it is essential that an integrating system architecture be developed that possesses features of modularity, flexibility and interoperability while exhibiting attributes of computational efficiency for both on-line and off-line applications. This paper presents a .NET framework as the integrating software platform linking all constituent modules of the fault diagnosis and failure prognosis architecture. The inherent characteristics of the .NET framework provide the proposed system with a generic architecture for fault diagnosis and failure prognosis for a variety of applications. Functioning as data processing, feature extraction, fault diagnosis and failure prognosis, the corresponding modules in the system are built as .NET components that are developed separately and independently in any of the .NET languages. With the use of Bayesian estimation theory, a generic particle-filtering-based framework is integrated in the system for fault diagnosis and failure prognosis. The system is tested in two different applications—bearing spalling fault diagnosis and failure prognosis and brushless DC motor turn-to-turn winding fault diagnosis. The results suggest that the system is capable of meeting performance requirements specified by both the developer and the user for a variety of engineering systems.     

航空装备故障损伤等级的可拓精准评定研究

为了满足舰面维修人员对海军航空装备维修保障的需求,提出了航空装备故障损伤等级的可拓评定方法。首先,给出了故障元的概念,以形式化描述航空装备发生的故障及故障的判别特征。其次,给出精准度的概念,对判定故障判别特征量值的准确性进行刻画。在此基础上,利用可拓学的可拓识别方法对航空装备发生故障的损伤等级进行综合评定,提供一种确定航空装备故障损失等级行之有效的途径和方法,为确定故障维修计划及方案提供重要的理论参考借鉴。最后,通过某次远航中直升机发动机的故障算例分析显示：该方法可靠、简单、实用,具有较好的推广应用价值。