面向飞机PHM的大数据分析与人工智能应用

针对新一代电子产品密集型的飞机,其系统结构和失效机理复杂、失效模式多样,传统的方法难以对其进行有效健康管理的现状,因此提出了基于海量数据挖掘的飞机PHM研究。首先从系统结构、服役环境、数据来源与存储方式等角度分析了新一代飞机对海量数据挖掘的应用需求;其次论述了基于海量数据挖掘的关键技术,包括数据的预处理、集成管理、聚类、分类、关联、预测等;最后提出了一种基于私有云的飞机PHM海量数据挖掘平台,详细阐述了该平台的总体框架和软硬件结构,该平台为飞机PHM提供了验证平台,对促进飞机PHM的集成与工程化实现具有重大的军事应用意义。     

信息物理融合系统及其应用

信息物理融合系统是一类将感控、计算和通信与物理对象在网络环境中高度集成的新型智能复杂系统,可以实现系统的实时性、自治性、鲁棒性和高性能等。介绍了CPS的基本概念、发展现状和系统架构,分析了CPS与嵌入式系统、无线传感器网络和物联网的联系与区别;重点研究了CPS在电力、交通、医疗和航空航天等领域的应用研究现状及面临的突出问题;对CPS的研究方向进行了总结与展望。     

电子设备无铅焊点的热疲劳评估进展与展望

随着电子器件的广泛应用,其表现出了较高的故障率,而热疲劳是表面贴装器件焊点失效的主要原因。通过分析总结国内外无铅焊点热可靠性研究,着重阐述了钎料Ag含量、焊点微观组织结构演变以及温度循环参数对无铅焊点寿命的影响,最后,论述了无铅焊点热可靠性研究在微观方面的发展趋势,以及在焊点物理失效模型建立和特征损伤参量提取等方面存在的研究挑战。     

航空电子系统故障预测与健康管理技术现状与发展

故障预测与健康管理(PHM)技术是比传统的故障诊断技术更高级的故障诊断、预测和健康管理技术,将PHM技术应用于电子系统已成为该技术的重要发展趋势之一。根据当前的研究进展,总结了电子系统故障预测的4种实现方法:特征参数法、预警电路、累积损伤模型法和综合法,分析了电子系统PHM技术涉及的关键技术,探讨了电子系统PHM技术发展在特征参数获取、物理损伤模型和电子元器件质量方面将遇到的问题和挑战。最后,从可测性、PHM的标准化和评价指标等方面对电子系统PHM技术的进一步发展提出了几点意见。     

基于概率阈的冗余多故障诊断策略

针对冗余复杂系统的多故障诊断问题,为减小计算量和期望测试费用,设定一个概率值作为概率阈,忽略发生概率低于这个值的多故障状态,提出了一种基于概率阈的冗余多故障诊断策略。该策略首先对相关矩阵模型进行转化,并舍弃概率低于概率阈故障状态,然后用Rollout算法对基于信息熵的诊断策略进行优化,并给出了计算步骤与方法。实例表明,与文献中方法相比该策略虽然降低了一定的准确度,但减少了更大比例的期望测试费,而且降低了相关性矩阵模型的规模,缩短了计算时间。     

小子样变总体下的Bayes测试性验证方法

现有测试性验证试验方案一般都需要较大的故障样本量,利用装备研制阶段的测试性数据则可能有效解决这一问题。但研制阶段的测试性数据和现场试验数据一样属于“小子样”且具有“变总体”特点,为此提出一种基于Bayes理论的测试性验证方法。首先根据装备研制各阶段积累的测试性试验信息构建装备测试性参数故障检测/隔离率(fault detection rate/fault isolation rate,FDR/FIR)的动态增长模型,用以揭示装备测试性水平的动态变化规律,并对其测试性指标进行预测。然后根据最大熵原理计算系统FDR/FIR的先验分布。最后结合少量现场试验数据,根据Bayes最大验后风险准则制定装备测试性验 证方案,对装备测试性指标进行验证。通过实例对比分析表明,该方法有效融合了研制阶段数据与现场试验数据,能在小样本的情况下提高验证结论的置信度,降低评估风险。     

分层系统序贯诊断策略

根据复杂系统一般由多个分系统组成,其结构往往具有层次性的特点,研究了分层系统的测试模型,在对模型进行分层处理的基础上,采用Rollout算法对分层系统中各个子系统的相关性矩阵模型进行计算,并按照得出测试序列和层次结构建立故障诊断树,从而建立了一种分层系统诊断策略。实例分析表明,基于分层考虑的诊断策略可以按照测试需求,方便地将故障隔离到各个层次,而且通过对系统进行分层处理,可降低系统的计算复杂度,缩短计算时间。