基于加速性能退化试验的IGBT故障预测前端设计

故障预测与健康管理(PHM)技术能够实现故障监测、诊断、预测、状态评估及综合决策的功能,能够降低飞行器维修、使用和保障费用,提高飞行器战备完好率、任务成功率以及安全性和可用性。针对航空电子单元故障预测具体实现这一问题,选择航空飞行器中常用的IGBT作为试验对象,采用加速性能退化技术,基于PXI的测控平台,研究IGBT故障预测试验加速性能退化试验技术,分析性能退化曲线,为IGBT加速寿命试验的实现奠定基础。     

一种民机PHM顶层架构仿真验证平台的设计和研究

由于民机故障预测与健康管理（简称PHM）系统可提高飞机安全性、增强机队管理、降低维修费用等功能,航空部门愈发重视PHM技术发展,但由于国内民机发展较晚,民机PHM顶层架构技术研究尚处探索中,文中结合国内外民机PHM发展情况,借鉴国外先进机型的PHM设计方法,提出适合我国民机PHM顶层架构研制的仿真方法和设计思路,然后按照评判准则进行架构验证,为民机PHM发展提供一定技术支持。     

基于综合PHM方法的导弹维修保障综述

故障预测与管理技术(Prognostics and Health Management,PHM)是现代武器装备实现新型自主式后勤保障的关键技术,能够实现故障检测、诊断、预测、状态评估以及综合决策的功能,能够降低维修、使用和保障费用,提高战备完好率、任务成功率以及安全性和可用性;对PHM方法技术发展、作用以及国内外发展现状进行了详细的介绍和总结,并针对导弹维修保障中PHM方法的应用进行了调研,提出导弹维修保障综合PHM的基本概念、体系构建方法以及存在的技术难点,最后进行了展望和总结。     

公共交通PHM的研究与应用

故障预测与健康管理（Prognostic and Health Management,PHM）采用智慧运维方式实时监测公共交通的运行状态,挖掘公共交通设备和车辆运行数据,实现故障预测、按需检修、精准维护的功能。利用PHM技术实现对“公共交通健康”的科学管理,能够提高公共交通设备的可靠性,降低故障发生率,提升运营效率和经济效益,在公共交通管理中具有较好的实用价值。     

基于5G技术的智能车间故障预测与健康管理系统

基于5G技术的智能车间故障预测与健康管理系统(PHM),利用5G技术大连接、低延时、高带宽的特性以及移动边缘计算(MEC)的技术优势,结合视景仿真建模、知识图谱、神经网络等新一代信息技术,实现智能车间故障预测与健康管理系统(PHM)的状态监测,故障诊断定位,故障预测,健康状态管理四个功能,为预防性维修提供技术支撑,能有效降低维修和维护成本。     

复杂装备故障预测与健康管理系统初探

故障预测与健康管理(PHM)系统是新型维修保障模式—自主后勤保障的重要组成部分,对提高复杂装备的战备完好性和降低维修成本具有重要意义;首先介绍PHM系统基本概念及主要组成,并对在复杂装备全寿命周期实施PHM的必要性进行分析;综合论述了PHM系统实现中的关键支撑技术:基于RCM分析的方案设计、基于匹配度的健康状态评估和基于剩余寿命预测的维修决策;最后给出了PHM系统在无人机装备中的应用实例;国内外应用情况表明,PHM系统可显著提高维修保障效率并降低维修保障费用,可实现经济可承受性目标。     

飞机故障预测与健康管理应用模式研究

针对现有飞机维修机制的不足进行了分析,描述了故障预测与健康管理、视情维修和自主后勤的三者之间的关系。提出了三种典型的故障预测与健康管理(PHM)应用模式,在分析比较现有三种模式优劣的基础上,进一步指出PHM的发展趋势。设计了一种飞机故障预测与健康管理(PHM)系统框架,并运用物联网技术完成了对自主保障系统的构建,能够有效提升飞机的自主保障能力。最后论证了故障预测与健康管理和持续采办与全寿命支持(CALS)之间的关系,为装备采购和全寿命支持提供了技术支持和理论依据。     

面向服务的装甲装备PHM体系结构研究

为适应装甲装备维修保障方式改革的需要,提出一种面向服务的装甲装备故障预测与健康管理(PHM)体系结构;分析了几种典型PHM体系结构,得出PHM体系结构应具备的共性特征;结合面向服务架构的原理和装甲装备综合电子信息系统的特点,研究和设计了面向服务的装甲装备PHM体系结构,详细阐述了其组成、功能及特点;该结构具有分布式、层次化、开放性等特点,满足装甲装备PHM系统分布式应用环境要求。     

航天器地面健康管理验证系统设计与实现

航天器地面健康管理系统作为整个航天器健康管理系统的核心,主要为技术人员提供航天器试验、运行和管理过程中的数据分析、诊断、预测等服务;目前由于航天器故障机理难以获取、故障验证环境不足、缺乏统一的验证方法和性能指标,给航天器PHM的研究成果的有效验证与评价带来了困难;提出了一种基于大数据的航天器地面健康管理系统设计思路,并对其验证评估指标体系和验证方法进行了研究,在此基础上设计实现了基于仿真和试验验证的航天器地面健康管理验证系统,通过多个航天器故障仿真和在轨历史数据试验,验证了提出的航天器地面健康管理验证系统设计方法的有效性,能够有效地应用于航天器的地面健康管理过程,具有较强的航天器工程应用价值。     

新一代航空电子故障预测与健康管理系统综述

PHM作为一种新的综合化系统检测、故障诊断、故障预测及健康管理技术,是提高系统可用性、维修效率和降低寿命周期成本的重要手段,已成为未来飞机航空电子系统设计的一项关键技术和重要目标之一;文中从PHM技术和航空电子系统的发展角度,介绍了PHM技术发展趋势和面临挑战,重点对航空电子故障预测及健康管理(APHM)系统设计,如层次化体系结构、功能要求,以及故障预测、健康评估、系统维护等关键技术进行了详细讨论,并给出了一种合理的系统健康诊断解决方案,最后总结探讨了PHM技术的一些发展趋势。     

刹车控制单元便携式检测设备的设计与实现

在飞机地面试验台进行刹车试验时,或者在外场飞机起飞前进行检查、大修厂的飞机维修时,防滑刹车控制单元的性能检测设备必不可少。针对飞机预测及健康管理(PHM)提出的维修保障困难问题,于开放的、面向对象的PHM体系结构,提出了一种便携式飞机刹车系统检测设备,结合其关键系统展开设计。此设计包含了飞机PHM体系结构设计及相关环节的技术实现,并将传统测试的相关测试设备小型化轻量化,集成在一拉杆箱内,加以一体化和良好的散热设计,使得设备方便运输携带,且具有一定抗强冲击力和震动的特性,有很高的安全性、可靠性,并具备故障定位等智能化检测能力,可满足外场检测的恶劣测试环境,提高飞机检修效率。     

民用客机PHM地面支持系统体系结构研究

民用客机故障预测与健康管理地面支持系统是保障飞机安全运营的关键技术,其架构是决定PHM技术应用是     

PHM仿真试验系统设计与应用

PHM系统是保障机载设备稳定安全运行的重要工具。通过构建PHM仿真试验系统,可以对系统架构、总线接口、数据处理、分区存储等系统功能进行仿真验证,以便尽早发现PHM系统设计初期存在的各种问题,及时对方案进行改进和优化,降低系统研制的风险。对PHM仿真试验系统的设计进行了研究,提出了一种PHM仿真试验系统设计与应用方法,从总体层次、软硬件设计等方面介绍仿真试验系统的组成和功能设计。搭建飞机级及各区域级的仿真设备,构建基于总线通讯的交联仿真网,支持数据、模型、流程等功能的仿真,并在最后给出了仿真试验的主要流程。实际应用表明,本方法能够较好地支撑仿真验证试验,从而缩短试验周期,提高研制效率,为系统设计工作提供支撑从PHM系统功能验证的角度为PHM系统研制提供支撑。     

机载PHM中的无线传感器网络功率控制算法

由于机载环境的复杂性,机载故障预测与健康管理(PHM)系统采用无线传感器网络(WSNs)技术进行数据采集。鉴于机载PHM对消息传输高实时性的要求,需要通过功率控制来优化网络拓扑,减少网络平均长度。提出一种基于小世界理论的功率控制算法(PCS),该算法通过添加捷径来降低网络平均路径长度,并采用遗传算法对捷径进行优化,得到通信代价较小、网络平均路径长度较短的捷径。仿真结果表明:PCS算法优化了网络拓扑,缩短了网络平均路径长度,提高了信息传输速率,并且在较大的传感器网络环境下也具有较好的适用性。     

基于堆叠稀疏自编码神经网络的航空发动机剩余寿命预测方法研究

航空发动机是飞行器的核心动力系统,工作环境恶劣,对其进行状态监测和寿命预测是保障飞行器安全可靠运行的重要技术手段。本文研究一种基于堆叠稀疏自编码神经网络的航空发动机剩余寿命预测方法,首先将多个自编码网络连接构成深度堆叠自编码网络,选取发动机的状态数据作为网络的训练输入,使网络逐层智能提取数据间的分布式规则,从而构建发动机退化的堆叠自编码学习模型。通过采用BP神经网络对发动机剩余寿命区间进行分类,作为发动机剩余寿命预测的结果。通过使用PHM2008挑战赛中发动机退化数据对本文研究方法进行了验证,结果验证了堆叠自编码网络深度学习方法对航空发动机剩余寿命预测的有效性。     

基于OSA-CBM的PHM系统设计

结合PHM系统的使用目标和飞机各运行场景下PHM实现场景,提出PHM系统主要实现的功能;对OSA-CBM开展研究,将PHM系统按照OSA-CBM的分层定义,并且以某型号的PHM系统设计为背景,提出了基于OSA-CBM的PHM系统设计框架;介绍了该PHM系统按照开放式体系架构要求开展的功能定义、层次划分,以及对每个层级的输入输出定义;以Rational ROSE软件为模型开发工具,建立了各层级间的数据流动关系以及同层级之间的数据传递关系,对端口、算法、时序、配置等信息以UML语言进行了规定;分别采用Visual C#2010和Matlab软件开发平台实现了不同层级的功能,最终共同搭建了PHM系统的演示平台,实现了数据采集层、数据采集层、状态监测层及健康评估层、表示层等层级功能,为后续PHM系统的多用户协同开发设计奠定了技术基础。     

智能装备故障预测与健康管理系统研究

针对智能装备预测性维护存在的智能化和网络化程度不高、物理模型建模困难等 问题,研究了数据驱动的智能装备远程故障预测与健康管理系统(PHM)的实施框架、关键技术 和系统开发方法。具体阐述了数据驱动 PHM 系统的运行模式,在此基础上分析了 PHM 系统的 软件架构和关键技术,首先利用 EEMD 对原始信号进行降噪和重构,将重构后的信号作为输入 建立基于 RBF 神经网络的故障诊断模型;然后采用动态神经网络建立基于时间序列的故障预测 模型,并建立基于故障阈值的故障报警机制;最后利用混合编程和网络化开发技术开发了数据 驱动的远程 PHM 系统。实际应用结果表明,该系统能以较高效率完成故障诊断、故障预测等 核心功能,具有良好的实用性。     

Stakeholder-oriented systematic design methodology for prognostic and health management system: Stakeholder expectation definition

Prognostic and health management (PHM) describes a set of capabilities that enable to detect anomalies, diagnose faults and predict remaining useful lifetime (RUL), leading to the effective and efficient maintenance and operation of assets such as aircraft. Prior research has considered the methodological factors of PHM system design, but typically, only one or a few aspects are addressed. For example, several studies address system engineering (SE) principles for application towards PHM design methodology, and a concept of requirements from a theoretical standpoint, while other papers present requirement specification and flow-down approaches for PHM systems. However, the state of the art lacks a systematic methodology that formulates all aspects of designing and comprehensively engineering a PHM system. Meanwhile, the process and specific implementation of capturing stakeholders’ expectations and requirements are usually lacking details. To overcome these drawbacks, this paper proposes a stakeholder-oriented design methodology for developing a PHM system from a systems engineering perspective, contributing to a consistent and reusable representation of the design. Further, it emphasizes the process and deployment of stakeholder expectations definition in detail, involving the steps of identifying stakeholders, capture their expectations/requirements, and stakeholder and requirement analysis. Two case studies illustrate the applicability of the proposed methodology. The proposed stakeholder-oriented design methodology enables the integration of the bespoke main tasks to design a PHM system, in which sufficient stakeholder involvement and consideration of their interests can lead to more precise and better design information. Moreover, the methodology comprehensively covers the aspects of traceability, consistency, and reusability to capture and define stakeholders and their expectations for a successful design.