装备无故障发现与间歇故障诊断技术

无故障发现是装备单元在某维修级别被认为故障而拆卸,却在下一维修级别测试没有发现故障的现象,日益成为装备测试与保障领域的突出问题。间歇故障是无故障发现的主要原因,也是故障检测诊断领域面临的棘手问题。介绍了无故障发现和间歇故障的基本概念,总结分析了无故障发现和间歇故障的产生诱因、分类及对装备的影响,概述了无故障发现、间歇故障检测与诊断技术的国内外研究现状,指出了间歇故障确定性检测的发展趋势,深入分析了间歇故障诊断领域的关键技术与发展方向。     

基于间歇故障特征分析的航空电连接器故障预测软件设计与实现

针对航空电连接器间歇故障的评估与故障预测开展工作,介绍了间歇故障内涵与动态特征,提取了间歇故障广义强度作为状态评估与故障预测的评估指标,基于该特征开发了间歇故障状态评估与故障预测软件,并在电连接器案例上进行了实现与验证.测试表明,该软件能够有效评估电连接器的使用状态,并对当前状态下的剩余使用寿命进行预测,可以应用于航空电连接器,并且可以推广到其他受间歇故障困扰的电子器件上.     

基于DSP的机载线缆连接型间歇故障原位检测系统

当前机载线缆检测主要针对线缆开展导通、阻抗、绝缘等功能测试,通常关注的指标均是"平均值",对于连接型间歇故障等短时异常事件极易忽略.针对机载线缆连接型间歇故障的原位检测开展研究工作,梳理了机载线缆连接型间歇故障检测问题的国内外研究现状,分析了机载线缆连接型间歇故障的发生机理,研制了一套基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)的机载线缆连接型间歇故障原位检测系统,并详细介绍了该系统的检测机理和软硬件结构.经实验测试,该系统对于机载线缆时长100 ns的短时连接型间歇故障检测率优于95％,为飞行器基地级维修过程中快速检测机载线缆连接型间歇故障提供了新的方法.     

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。     

航空发动机旋转部件磨粒监测技术的进展

航空发动机在使用中会发生一些因旋转部件磨损引起的故障。航空发动机因磨损引起的故障发生频率高、危害严重,为了飞行安全,必须及时准确地检测发动机旋转部件磨损状态。应用实践证明,油液磨粒监测技术能够提前预报装备磨损故障,降低维修成本,延长装备使用寿命。介绍了航空发动机旋转部件磨损监测的常用技术以及近些年出现的新技术,并对这些技术的特点做了分析与对比,指出了各类技术的适用范围。     

基于自适应滑模观测器的航空电连接器间歇性失效检测

针对航空电连接器系统建立数学模型,提出基于自适应滑模观测器的故障重构方法实现间歇性失效检测.针对乘性故障上界未知的情况,设计自适应律在线修正滑模观测器增益.采用Lyapunov函数作为稳定观测器的判别条件,保证跟踪状态的收敛性.引入线性变换矩阵进一步求取实现滑模运动的滑模观测器增益常数项,并验证滑模运动将在有限时间内发生.应用等价输出误差介入原理获取故障信息,实现乘性故障的检测和重构.对重构出的特征参数进行分析可以判断电连接器是否发生失效.用SIMULINK进行仿真,结果验证该方法有效.     

一种通用型武器系统故障诊断与测试平台的研究

为了解决武器系统故障诊断系统繁多，重复开发和研制的经费投入过多等问题，提出了硬件采用PC104结构的主控计算机加各种型号装备的信号测试接口箱，软件综合采用专家系统、神经网络以及信号处理等故障诊断方法的平台研制方案。抽象了武器系统的系统模型，针对武器系统没有预留诊断接口、不能频繁地插拔连接器等特殊性，总结了尽量在与武器系统不发生物理连接的情况下定位故障以及故障排查的顺序是先电控系统后液压系统等平台建立的原则。该平台在实际装备上试用，取得了良好效果。     

航空装备故障检测决策建模仿真研究

航空装备在飞机中数量较多,不同设备下的故障检测过程中,进行航空装备故障决策时,决策过程需要依赖较多的动态多源故障信息数据,但在发生故障时,不同装备的故障特征数据起伏不同,差异较大.传统贝叶斯网络的设备故障检测模型,多是在已知某一个或多个部件稳定状态下完成,一旦信息起伏较大,则故障决策过程会陷入反复验证的弊端,无法达到最佳的故障检测效果.提出一种基于UML建模的航空装备故障检测决策模型,对航空装备故障特征分析的基础上,采用UML对航空装备故障检测决策过程进行建模,给出了模型的需求分析,构建模型的用例图、类图以及活动图,塑造了模型的静态模型和动态模型,UML模型通过基于免疫识别神经网络模型实现航空装备故障的检测,检测模型依据免疫识别原理塑造神经网络检测器,通过训练将航空装备的故障模式信息保存在分布的检测器中,通过检测器采集被检测装备异常模式特征,当检测器同特征样本匹配时激活检测器,按照检测器的激活状态发现设备故障,完成航空装备故障的检测.实验结果说明,所提方法对航空设备故障信号检测具有较高的灵敏度和分辨率.     

卫星供配电测试设备电连接器的检测方法

卫星供配电测试设备上有许多外观完全相同的电连接器,为了防止仅靠人为主观识别而导致电连接器插错,文章提出一种全新的、客观的检测方法;通过使用电连接器上未使用的悬空接点,将其与电源、指示灯和开关等元器件连接,形成闭合检测电路;当供配电测试电缆连接正确时,相应状态指示灯亮;否则,指示灯状态不正确;检测电路可避免电连接器错插、漏插和插接不到位的问题,提高卫星综合测试的安全性和可靠性;该设计已成功应用于多套地面供配电测试设备,并经过多颗卫星综合测试和发射任务的检验.     

方家山核电厂DCS系统模块故障原因研究

对方家山核电厂分步式控制系统(DCS)I/A系列FBM208模块的故障多发问题进行了研究。采用了失效与影响分析和测试相结合的方式,调查故障发生的原因。考虑到现场使用环境无明显外界干扰,指出元器件缓慢老化为导致模块故障的根本原因。通过失效模式及影响分析方法分析模块故障原因,得出模块内部压敏电阻损坏导致模块失效这一结论。试验证明,压敏电阻发生了性能老化现象。压敏电阻故障产生的短路电流通过电路线路损坏了线圈与保险丝使模块失电。针对故障原因,提出了改进模块输出端设计方案。该方案解决了FBM208模块的故障多发问题。     

煤矿电器设备常见故障及排除对策的研究

给出了煤矿电器设备常见故障的识别方法以及电源、电器设备控制系统、电器设备保护系统、真空接触器常见故障的排除方法,提出了排除煤矿电器设备常见故障时需要注意的问题,指出应根据故障发生概率进行分级排除、采用信息系统监控电器设备、提高煤矿企业电工的专业素养和职业素养等。     

动态系统间歇故障诊断技术综述

介绍了间歇故障的概念,对间歇故障的背景和产生原因以及间歇故障诊断问题的研究意义进行了分析,以间歇故障的成因、幅值特性和不同时刻发生故障之间的相关性等为依据,对间歇故障进行了 分类. 然后对间歇故障诊断的研究现状进行了概述,把目前间歇故障诊断的方法大体分为定性分析和定量分析两大类,并对每一类现有 的方法进行细分,对每种方法的基本思想、优劣特点和适用条件进行了概述 和讨论. 最后探讨了间歇故障诊断研究中亟待解决的问题.     

基于剩余电流高频分量的配电线路隐性故障检测

配电线路某些常见的隐性故障,如绝缘子电流泄漏、树枝引起的电气故障以及短暂的或间歇性接地故障等,依靠传统的继电保护不能检测出来。随着时间的积累,这些轻微故障可能引发更严重的故障,危及电力系统的安全运行。为了避免这种情况的发生,提出了一种基于离散小波变换的隐性故障特征提取方法来检测配电线路的隐性故障。所提的方法经过电磁仿真软件ATP/EMTP的模拟,结果显示该方法是稳定有效的。     

高超声速飞行器间歇故障改进自适应容错控制

提出一种外部扰动/内部白噪声复合干扰和间歇性故障下的再入段变结构高超声速飞行器故障诊断和容错控制方法.首先给出再入姿态系统模型以及间歇故障模型.然后基于所研究的随机固定幅值故障模式对角速率系统中的周期性外部扰动进行预处理,根据处理结果,通过引入滑动时间窗设计一种残差信号.由于系统中存在白噪声,根据噪声分布特性并基于改进的残差信号提出两个假设检验,进而设计检测故障的两个阈值区间以检测间歇故障的发生和消失时间.与传统残差设计方法相比,改进的残差信号对于故障发生和消失时间的检测更准确.基于扩张系统设计一个自适应估计律用于估计故障,并使得估计误差满足$L_2$-增益干扰抑制.最后提出一个自适应容错控制算法使得系统的姿态角输出能够跟踪给定的参考信号.利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性, Matlab仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

民航空管气象网络安全建设方案设计与实现

研究目的是对民航气象信息网络系统安全加固,提高内网保护等级,对外网的入侵实施有效隔离。改进的方法是针对外网航空公司等VPN用户,使用网闸进行物理隔离,防火墙进行逻辑隔离,并增加IPS入侵防御体系。根据气象网络服务的用户不同,将气象网络划分内网和外网,分段隔离。所有气象资料数据经网闸传输。网闸实现内外2个网络安全区之间的非网络方式的安全单向数据传输,并保证安全隔离装置内外两个系统无电气物理连通。外网经过防火墙和IPS双重过滤,保障内网终端不受侵入,有效地保护民航气象信息网络的安全。内网的民航气象资料从服务器经网闸以千兆带宽高效、实时传输,此次优化调整提高效能促进气象业务的可持续发展。IPS、防火墙和网闸的建设投入,使民航气象内网的设备安全得到加固,外网的病毒感染隐患得到彻底解决。     

紧耦合分布式系统中的故障过滤算法

分布式系统中的各部分在运行过程中,由于外界或自身因素的影响,会产生瞬态故障、间歇故障或永久故障,要处理故障,首先必须识别出严重故障.增量/减量过滤算法根据故障性质、出现频率和严重程度,设置增量、减量和门限值,实现灵活的故障过滤策略,保证系统可靠、稳定地运行.     

Intermittent failure detection of multiple electrical connectors in EWIS

Electrical wiring interconnection system (EWIS) of civil aircraft has been paid more attention in recent years, and intermittent failure detection of electrical connectors in EWIS is a challenging problem. This paper presents a sliding mode observer (SMO) approach for the intermittent failure detection of an aircraft electrical system with multiple connector failures. The mathematical model of the aircraft electrical system which contains multiple connector failures is established for transforming the intermittent failure detection problem into observer-based multiplicative faults isolation and estimation problems. A set of adaptive sliding mode observers are designed to locate the failure connectors preliminarily, the observers can adapt the unknown upper bound of the faults. Furthermore, a fault-reconstruction scheme applying the equivalent output error injection principle is proposed for fault estimation, where the characteristic parameters of connecters are reconstructed to identify the failures. Finally, a numerical example is provided to show the effectiveness of the proposed method.     

航空装备维修保障模式数字化转型

针对航空装备维修保障未来发展需求，通过分析维修保障模式转型的外部需求、内在特点和技术支撑条件，提出了转型的必要性和前景，认为航空维修保障模式下一步转型的方向是全面数字化。数字化转型的本质是全行业、全业务数字化，其基础是全要素数字化，关键是全要素互联，核心是现实世界与数字镜像构建的信息物理系统。必须建立系统科学的观点，依托数字技术手段并通过信息网络的互联和智能科学的支撑方能实现。此外，还提出了相应的研究方向和课题。     

基于稀疏分解的航空装备机电故障检修仿真

航空装备在巡航、物资运输、军事作战等领域具有重要作用,因此一旦发生故障,造成的损失也是巨大的.在航空装备故障中,机电故障是最难以诊断和修复的.以往在故障检修的故障信号处理环节中,多采用小波变换、盲源分离以及奇异值分解等三种方法,信号去噪能力不足,影响了整体方法的检修效果.针对上述情况,提出一种基于稀疏分解的航空装备机电...     

The development of personal conditioning in military aviation

Abstract

This paper describes the development of personal conditioning systems in UK military aviation from the air-ventilated suit systems in the Second World War to the modern liquid-cooled garments supplied by thermoelectric cooling devices. It describes the decreasing need for personal cooling brought about by the reduction in environmental operating temperatures as the RAF became based almost entirely in Europe. It goes on to describe how this reduction in thermal stress from environmental sources has been more than offset by increasing stresses attributable to aircraft performance, avionic equipment and complicated air-crew clothing assemblies.