面向复杂电子组件的虚拟维修对象建模方法研究

发布时间：2020-08-05 06:25

【摘要】：随着各大机场和航空公司对机务人员的旺盛需求,飞机模拟维修训练器作为机务人员培训的重要手段之一,已逐渐成为当前研究热点。复杂电子组件是飞机的重要组成部分,建立适用于虚拟维修训练的复杂电子组件仿真模型具有重要意义。但是当前的模拟维修训练器,其复杂电子组件在故障注入时效率不高,针对上述问题,本文通过对复杂电子组件的维修操作任务进行分析,建立了可快速增加故障状态的复杂电子组件仿真模型。论文的主要内容包括:首先,通过分析AMM(飞机维修手册),TSM(故障排除手册),ASM(飞机系统原理图手册)等官方维修手册里复杂电子组件的维修任务,总结出复杂电子组件三种主要的维修行为:测试任务、拆装任务、排故任务。进而提出了基于功能模块、拆装模块的虚拟维修场景中复杂电子组件仿真模型的总体框架。其次,建立了复杂电子组件的拆装模型,以满足复杂电子组件拆装类维修任务的需求。分析了复杂电子组件几何模型的搭建平台以及构建方法。研究了复杂电子组件拆装过程中涉及的三个问题:拆装逻辑约束、拆装碰撞检测、拆装位置控制,最后建立了复杂电子组件的拆装数学模型。再次,创新性地提出基于Mealy机的复杂电子组件功能模型,以满足复杂电子组件排故类和测试类维修任务的需求。研究了虚拟仪表的构建方法,对比了SCM(仿真组件模型)、MFM(多级流模型)、Mealy(米利型有限状态机)三种常用的功能建模方法,根据复杂电子组件在飞行维修手册中的维修操作任务,构建了基于Mealy机的复杂电子组件功能模型。最后,以电子控制盒(ECB)的为例,分别构建了ECB的功能模块和拆装模块,建立了具有故障仿真功能的电子控制盒仿真模型。并在自制的A320飞机维修模拟训练器上对其进行验证,最终验证表明,模型实用可行。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN607
【图文】：

多功能控制,显示组件

开关、电缆等组件建模的研究价值不大。因此，迫切需要对复杂电子组件进行划分，分清研究对象，才能顺利进行后续工作。结合复杂类组件在虚拟维修建模任务中的特点，复杂电子组件主要体现在以下两个方面：1、功能复杂，即功能多样。2、信号交互复杂，即输入输出信号复杂。以多功能控制显示组件、液压油箱油量指示器为例，多功能控制显示组件是一个包含键盘输入的字符显示设备。MCDU 有七个输入端口，可以用于包括 CMU 和 FMS 在内的七个系统，每个系统连接到一个 MCDU 并显示自己的页面，同时可以满足七个系统的信号显示，并且输入输出信号繁多，可以称为一个复杂电子组件；而液压油箱油量指示器是由指针和键盘组成的表盘，只接受来自油箱的传感器信号，输入信号单一，不能算是复杂电子组件。

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操作包括拆卸任务和安装任务。对复杂电子组件进行标准的拆装操作前需要有一系准备工作，比如系统断电、领取拆卸工具等，在手册里都有详细的说明和操作步骤过程与拆装过程相反，安装任务结束后，便可以对复杂电子组件进行测试，以确认任务完成。.3 排故任务飞机的故障类型分为两种：可监控故障、不可监控故障。可监控故障指可被系统检或者可以在飞机电子中央监控系统、中央故障显示系统显示出来；不可监控故障指系统显示出来的故障，如发动机涡轮叶片裂纹、螺孔内裂纹等。不可监控故障一般组或者机务人员对发现的故障进行报告，可监控故障可以通过 ATA 章节中的故障作为排故的入口点，利用排故手册 TSM 直接进行排故程序，复杂电子组件的排故如图 2-3 所示。

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