基于模型和故障树的飞机故障诊断方法研究

随着科技的进步,航空工业迅速发展,大量高科技机载设备的使用大大增强了飞机的性能,但同时也增加了系统的复杂性和设备之间的耦合度,进一步增加了飞机系统故障诊断的难度。单一的故障诊断方法由于其局限性,很难满足复杂装备的诊断需求,因此,不同故障诊断方法相互融合的综合故障诊断技术成为航空领域研究的热点。本文针对飞机外场排故的实际需求,提出了基于模型和故障树的故障诊断方法,其原理是,根据外场模块化排故的特点和飞机设计知识,建立以LRU(外场可更换单元)为对象的飞机物理模型(基于LRU的简化飞机系统模型),描述针对特定功能的系统结构、行为和功能,再针对LRU建立故障事件,根据LRU之间的连接关系分析故障事件之间的逻辑关系,建立故障的传播路径,通过树的合成算法,生成系统故障树模型。在故障诊断时,通过物理模型和故障树的相互配合进行故障诊断,基本思想是,将物理模型作为故障观察窗口,比较系统在正常情况下的预期行为和实际行为之间的差异,判断故障事件是否发生,利用故障树的逻辑关系进行推理,再将推理过程在物理模型上进行直观展示,模拟LRU之间的故障传播,确定疑似故障件。基于上诉方法,利用Dorado平台和G2开发系统开发了基于模型和故障树的飞机外场故障诊断系统,并结合某型号飞机的刹车系统对该故障诊断方法进行了验证。     

故障树在飞机活塞发动机故障诊断中的应用

在分析飞机活塞发动机结构特点的基础上，根据外场维修经验及系统故障汇总分析，建立了活塞发动机故障树，井对故障树的逻辑关系和定性分析进行了研究。实践证明，该方法很好的提高了发动机故障诊断和排故效率。     

粗糙集与故障树理论的组合故障诊断

故障知识的获取以及故障树结构的确定一直是亟待解决的瓶颈问题.将粗糙集理论引入到故障树的故障诊断中,利用粗糙集对实例测得的故障信息进行知识约减和知识获取,寻找系统各个故障源信号之间的逻辑关系,并通过这些逻辑关系构造基于知识的故障树模型.故障实例分析表明,将粗糙集理论与故障树有机结合在一起进行故障诊断能有效地压缩故障特征空间,实现快速、准确的故障推理.     

基于故障树和Bayes网络组合的装备故障诊断

针对故障树和Bayes网络在故障诊断中的局限性,提出一种使用故障树和Bayes网络组合的方式建立诊断故障Bayes网络,并基于诊断故障Bayes网络运用联合树推理进行故障诊断的方法.该方法解决了在复杂系统故障诊断过程中独立运用故障树和Bayes网络出现故障推理能力弱和建模难等问题.实验结果表明,使用该方法对某型舰船上的甲板灯光照明系统进行故障诊断,得出了各个故障征兆节点或故障原因节点的概率分布,从而可快速准确地定位甲板灯光照明系统故障.     

基于代理模型的飞机总体参数敏感性分析

针对目前先进飞机的预测与健康管理系统(PHM)投入使用后尚缺乏系统的外场验证和评价技术手段,提出了基于先验信息的PHM诊断能力外场评估和验证方法。首先利用飞机研制、试验期间PHM系统积累的各LRU(外场可更换单元)的诊断信息,确定LRU和系统的诊断能力指标先验估计值,再利用外场数据对先验分布进行修正,形成后验分布,最后利用后验分布得到系统/分系统的PHM诊断能力参数后验估计值。通过以典型测试性参数以故障检测率和故障隔离率进行实例分析,得到了不同置信度下故障检测率和故障隔离率的置信下限。估算结果表明该方法科学合理,实用性较强,能够满足小样本条件下外场评估的工程实际需要。     

基于故障树贝叶斯网络的数控刀架故障研究

针对数控机床刀架系统的故障特点,提出了基于故障树分析的贝叶斯网络故障诊断方法,通过建立刀架系统的故障树模型,利用贝叶斯网络,计算出引起系统故障的各个底事件重要度。结果表明:基于故障树贝叶斯网络的故障诊断为数控刀架系统的可靠性设计、分析、维修等提供新的方法。     

大型真空系统智能故障诊断

根据大型真空钎焊炉真空系统的故障种类及特点,分析了现有的真空系统故障诊断存在的主要问题。针对大型真空系统故障诊断的不确定性和模糊性等特点,建立了基于故障树分析方法的模糊Petri网模型和推理算法,并以扩散泵不工作故障诊断为例,验证了该模型及算法的正确性和有效性。     

基于模糊数学的工程装备控制系统故障分析

工程装备控制系统结构复杂、故障率高，提出了控制系统故障树分析法。针对该系统底事件和中间事件发生故障概率情况获取不足的情况，建立了故障树模型。用模糊故障树分析法对故障树模型进行定性和定量分析。以故障诊断系统的直流电源子故障树系统为例，将模糊数学理论引入故障树分析法，并将基本底事件发生概率描述为一模糊数，通过其运算规则估计出整个系统的模糊故障率。该方法能快速准确地检测和诊断系统潜在故障，分析控制系统的可靠性。     

船舶电气设备故障诊断专家系统建造策略

根据故障树模型,利用生产式表示法进行知识表示,采用反向推理、广度优先搜索策略及确定性推理的方法,借用关系数据库ACCESS实现知识库,以STEIN SHON机舱监视系统为例,建立故障诊断专家系统．该系统能实现单源故障推理、多源故障推理、故障解释、故障处理和历史故障记录功能．     

基于灰色关联与故障树分析法的汽车制动系统故障诊断

为了提高汽车制动系统的故障诊断能力和效率,在传统的故障树模型的基础上,引入灰色关联分析方法,建立了基于灰色关联度的故障模式分析模型。依据故障树底事件的重要度,计算出各故障模式之间关联度,并按大小进行排列,从而确定导致汽车制动系统失效因素发生的优先顺序。该方法在实践中不仅可以提高诊断工作的效率,也为汽车可靠性设计提供理论依据。     

基于故障树模型的热轧钢卷开卷校平剪切线故障诊断系统

当前大型机械维修主要依据经验方法进行排故,本文提出基于故障树模型的热轧钢卷开卷校平剪切线故障诊断专家系统,通过有效地结合故障树诊断方法和专家经验诊断直接、快速的优点,能够迅速、准确地确定设备的故障部位,提高维修效率。     

基于故障树分析法的FMS层次诊断模型

从基于知识的诊断角度出发，针对ＦＭＳ的结构特点和故障传播形式，提出了一种基于故障树分析法的ＦＭＳ层次诊断模型．详细介绍了模型的设计思想、模型的建立过程以及诊断推理控制策略     

故障树在化学激光器故障诊断中的应用

故障树分析法是一种演绎分析的方法,考虑的是基本故障事件,追溯的是系统失效根源,深入到故障组合之中.介绍了基于故障树模型的故障诊断方法,以化学氧碘激光器为例创建出其出光功率失常故障树模型,进行了相应的故障树定性分析和定量分析.为化学氧化碘激光器系统的设计和维修提供理论依据,也对提高激光器系统的可靠性给予参照.     

贝叶斯网络在飞机驾驶舱手轮故障诊断中的应用

为了解决飞机驾驶舱手轮故障诊断的不确定性和复杂性,提出了基于贝叶斯网络的故障诊断方法。首先,利用K-S检验方法验证故障数据服从指数分布,再通过极大似然估计算法实现参数优化,得到基本事件最优故障率;其次,根据驾驶舱手轮的故障树构建贝叶斯网络;最后,将故障率代入贝叶斯网络模型进行分析。实例结果表明,该BN网络模型具有较高的可靠性和准确性,能为机务人员迅速做出判断和高效维修提供有力支持。     

基于故障树的智能故障诊断方法

针对传统故障诊断方法的不足,提出了一种基于故障树的故障诊断方法.该方法在对系统故障现象进行分析判断的基础上,按照任务和功能关系,建立包含各功能单元的故障树模型,求得系统的最小割集,并计算出单元关键重要度.在综合考虑平均故障检测时间因素的同时,提出了故障判明效时比的概念,并以此为依据,从大到小排序,确定故障诊断的最优程序.     

基于本体的故障诊断知识管理系统研究

针对目前企业内存在的故障诊断信息分散,不易共享和重用的问题,提出基于本体的故障诊断知识管理系统模型.根据故障诊断所涉及的源知识特点,建立了结构域、测试域和故障域3个异构领域本体模型,并根据各本体之间的连接关系给出了故障树生成算法,实现知识之间的共享和重用.以4L-20/8型两级空气压缩机为研究对象,开发了基于本体的故障...     

基于故障树和贝叶斯网络的危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性分析

为保障危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性,提出一种基于故障树分析法和贝叶斯网络的系统可靠性研究方法.首先,根据道路运输系统故障树模型向贝叶斯网络转化的方法确定贝叶斯网络模型和条件概率表;其次,结合贝叶斯网络双向推理算法对危化品道路运输系统进行推理计算;最后,分析得出危化品罐式运输车道路运输系统的可靠度.研究发现:该方法可以根据根节点故障的先验概率正向推理系统失效的可能性,并且可以通过根节点的概率重要度分析结果排查故障,同时可以通过反向推理计算根节点的后验概率诊断故障.在结论中,提出了针对系统中关键风险事件的应对策略.     

基于语义网络的副翼作动器综合故障诊断方法

为了实现飞机典型机电系统故障诊断知识集成共享与利用,提出了一种基于语义网络的副翼作动器综合故障诊断方法。首先利用FMECA方法对副翼作动器进行故障机理分析,然后基于语义网络理论,对副翼作动器在产品域、测试域、诊断域进行本体的构建及相关分析,并使用OWL语言实现了本体的机器可读,从而获得副翼作动器的故障诊断知识模型构建,在此基础上再进行系统故障的综合推理。该方法初步实现了副翼作动器故障诊断基于语义网络理论的知识库构建,验证了模型的故障推理能力,可以有效解决副翼作动器的综合故障诊断问题。     

卫星光通信瞄准控制系统的故障树分析

瞄准、捕获和跟踪(PAT)技术是卫星光通信中的关键技术之一,对PAT子系统进行有效的状态监测与故障诊断具有十分重大的意义.针对PAT子系统中瞄准控制系统的故障诊断问题进行了研究.以电机转动异常这一故障为顶事件建立了故障树,并运用数学方法对其进行了定性与定量分析.应用表明,故障树分析法运用于瞄准控制系统故障诊断是可行的.     

飞机防滑刹车系统的智能故障诊断与重构

针对目前飞机在起飞着陆过程中故障率高的问题,设计一种交叉冗余飞机防滑刹车系统的智能故障诊断与重构系统。该系统基于BP神经网络专家系统,利用专家先验知识、神经网络的数值推理和自学习能力对飞机刹车过程出现的故障进行分析和建模,继而准确推断和定位故障;通过对系统信号流向优先级建立对应加权有向图模型,采用寻找最短路径的算法对系统进行优化重构,从而使飞机刹车系统达到更高的安全水平。研究结果证明:在刹车过程中,给定随机故障后,系统能迅速、准确地判断和定位故障并实时重构系统,达到1次和部分2次故障时能正常工作且保证工作性能的设计目标。