飞机操纵系统状态监测与故障预测方法研究

发布时间：2016-12-25 21:05

本文关键词：飞机操纵系统状态监测与故障预测方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

《南京航空航天大学》 2014年

飞机操纵系统状态监测与故障预测方法研究

程科

【摘要】：飞机状态监控系统是飞机上先进的飞行数据采集与处理系统,飞机状态监控系统收集的各种数据一般由机载通讯寻址与报告系统发送到地面接收站，或者记录在机载记录设备上。以此为基础，进行飞机的状态监测、故障诊断及健康管理等，可以及时地发现飞机可能存在的使用或安全问题,在进一步评估关键系统的健康状况并预测其发展趋势的基础上,通过合理安排飞机运营维修活动，可减少非计划维修事件的发生，这将有效提高飞行安全性及飞机的利用率。飞机操纵系统是控制飞机飞行姿态的关键系统，，它的功能是否正常，直接决定飞机是否安全飞行及航班延误和签派可靠度。本文以飞机操纵系统襟缝翼为研究对象，以快速存取记录仪(Quick Access Recorder，QAR)中记录的襟缝翼系统相关的监测数据为基础，结合厂家技术手册及外场经验信息，进行基于QAR数据的状态监测和故障预测方法的研究，一方面为现有民航飞机飞行操纵系统的健康管理探索一条在工程上行之有效的路子，另一方面也可为我国国产民机综合健康管理系统的开发提供技术储备。本文首先对现代典型民机操纵系统组成和工作原理进行了深入研究，重点对襟缝翼的工作机理和某些常见故障进行详细的分析介绍。其次，深入解析了飞行数据采集、记录与译码的整个流程。介绍了飞行数据采集的过程，对飞行数据的记录设备、记录过程和记录格式都有详细的描述。并重点介绍了飞行数据的译码，给出各种具有代表性的译码实例，进行了译码软件的设计。然后，研究了飞机操纵系统襟缝翼的状态监测和故障识别的具体实施方法，在分析现有襟缝翼系统监控数据的基础上，结合故障隔离手册中的故障清单，给出一套具体的监测实施流程，研究了从故障到特征值，再到飞行数据的分析过程，明确了从飞行数据到特征值，再到系统状态的应用过程。以襟翼打开过快/过慢故障为例，介绍了该流程的具体应用。对整个襟缝翼状态监测和故障识别的关键点——监控参数和主要故障进行了深入的研究。最后，开展了基于QAR数据的故障时间预测方法研究。以左右襟翼不对称为例，选择左右襟翼角度差值作为为表征系统退化的特征值，使用指数平滑法和ARIMA模型进行故障预测。对两种预测方法进行了的研究和比较，并使用MATLAB实现了其中的大部分过程，便于自动化处理。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V227;V267
【目录】：

下载全文更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 黄寓凡;王建东;顾彬;;基于球向量机的QAR数据特征提取方法[J];信息化研究;2011年02期

2 王长江;;指数平滑法中平滑系数的选择研究[J];中北大学学报(自然科学版);2006年06期

3 马宁;吕琛;;飞机故障预测与健康管理框架研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2009年S1期

4 李映颖;殷合香;张德全;冯彪;朱立贵;杜友杰;;飞行数据记录器译码技术研究[J];计量与测试技术;2008年12期

5 黄永芳,黄圣国,孙同江;QAR数据译码的航班划分[J];交通运输工程学报;2004年01期

6 孔成安;李文华;尹湛;;利用QAR数据实施飞机性能监控[J];中国民用航空;2008年10期

7 李丹,段宝君;不同寿命控制方式下单元体发动机大修经济性分析[J];航空维修与工程;2004年02期

8 顾彬;王建东;;一种新颖的QAR数据特征提取方法[J];四川大学学报(工程科学版);2011年03期

9 胡金海,谢寿生,骆广琦,尉询楷,胡剑锋;基于支持向量机方法的发动机性能趋势预测[J];推进技术;2005年03期

10 李娜;薛俊强;;基于最优ARIMA模型的我国GDP增长预测[J];统计与决策;2013年09期

中国博士学位论文全文数据库前2条

1 王旭辉;飞机飞行安全实时监控关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年

2 戎翔;民航发动机健康管理中的寿命预测与维修决策方法研究[D];南京航空航天大学;2008年

【共引文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 李田科;于仕财;余春卫;;导弹发射车综合诊断与健康管理系统[J];兵工自动化;2012年04期

2 杨述明;邱静;刘冠军;徐玉国;王超;;不确定健康评估下基于状态维修的效果研究[J];兵工学报;2012年02期

3 张莉;袁海文;吕弘;袁海斌;;独立电源多智能体信息融合故障诊断方法[J];北京航空航天大学学报;2010年08期

4 祁明亮;邵雪焱;池宏;;QAR超限事件飞行操作风险诊断方法[J];北京航空航天大学学报;2011年10期

5 凌同华;李品钰;李金跃;张胜;;回归趋势添加法及其在隧道监控量测数据处理中的应用[J];交通科学与工程;2012年02期

6 胡冬;谢劲松;吕卫民;;故障预测与健康管理技术在导弹武器系统中的应用[J];导弹与航天运载技术;2010年04期

7 张叔农;康锐;;数据挖掘技术在航空发动机PHM中的应用[J];弹箭与制导学报;2008年01期

8 翁璐;孙晓君;胡冬;谢劲松;;无线传感器网络的运行失效定位案例研究[J];电信科学;2010年S2期

9 张志军;刘开华;马永涛;;用于PHM的数据采集处理系统设计[J];电子测量技术;2011年11期

10 黄寓凡;王建东;顾彬;;基于球向量机的QAR数据特征提取方法[J];信息化研究;2011年02期

中国重要会议论文全文数据库前10条

1 杜隽;王少萍;张文超;;航空液压泵源健康管理系统硬件平台设计[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

2 曲蔚然;林岩;刘洛霞;;机载设备机电伺服控制系统的健康管理系统设计[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年

3 熊泽涛;邱雷;刘彬;;飞机结构PHM及其关键技术[A];2012航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2012年

4 魏蛟龙;岑朝辉;;深空探测器自主健康管理应用分析与发展探讨[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年

5 何晶靖;谢劲松;吕瑞;罗汉生;曾勇强;;健康监控和故障预测的机载硬件平台设计[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

6 武海生;钟成;宫顼;;航天器复合材料结构健康管理传感器技术进展[A];第17届全国复合材料学术会议（智能与功能复合材料分论坛）论文集[C];2012年

7 姜繁生;孙志岩;陈仲光;邱明星;;航空发动机预测健康管理关键技术分析[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

8 夏丽莎;方华京;罗贞;;基于隐马尔可夫模型的故障诊断与预报综述[A];第25届中国控制与决策会议论文集[C];2013年

9 杨勤荣;常亮;张宇宁;李华旺;;航天器综合健康管理技术研究综述[A];第一届中国卫星导航学术年会论文集（下）[C];2010年

10 李文强;;PHM技术在无人机中应用[A];2014（第五届）中国无人机大会论文集[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库前10条

1 白芳;民航发动机机群调度优化与视情维修决策方法研究[D];南京航空航天大学;2009年

2 文振华;基于静电感应的航空发动机气路监测技术研究[D];南京航空航天大学;2009年

3 王烨;民机产品可靠性评估技术研究[D];南京航空航天大学;2009年

4 任淑红;民航发动机性能可靠性评估与在翼寿命预测方法研究[D];南京航空航天大学;2010年

5 崔江;基于支持向量机的模拟电子电路故障分类技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

6 郝英;基于智能技术的民航发动机故障诊断和寿命预测研究[D];南京航空航天大学;2006年

7 高萍;基于可靠性分析的复杂设备预防性维修决策研究[D];清华大学;2008年

8 舒浩华;压缩机预知维护关键技术及监测系统研究[D];湖南大学;2008年

9 徐国平;基于支持向量机的动调陀螺仪寿命预测方法研究[D];上海交通大学;2008年

10 许丽佳;电子系统的故障预测与健康管理技术研究[D];电子科技大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库前10条

1 杨双喜;甘肃省能源消费问题研究[D];甘肃农业大学;2010年

2 陈露露;土地估价中市场比较方法的改进研究[D];北京交通大学;2011年

3 郭晶亮;基于支持向量机的柴油机故障诊断系统研究[D];武汉理工大学;2011年

4 韩玉凤;基于系统动力学的第三方物流对供应链绩效的影响研究[D];电子科技大学;2011年

5 李传涛;基于状态预测的设备管理功能模块设计与实现[D];郑州大学;2011年

6 张志强;淮北地区农村电力市场负荷预测研究[D];华北电力大学;2011年

7 孙凤艳;电力电子电路故障预测关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

8 施健;满足区域导航性能的陆基导航技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

9 刘婧;基于飞行数据分析的飞机燃油估计模型[D];南京航空航天大学;2010年

10 孙智源;基于过程神经网络集成的航空发动机性能衰退预测[D];哈尔滨工业大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 木志高;胡海峰;胡茑庆;;武器装备故障预测及健康管理系统设计[J];兵工自动化;2006年03期

2 洪杰,张大钧,韩继斌;航空发动机关键件使用寿命监视系统设计[J];北京航空航天大学学报;2000年01期

3 李爱军;章卫国;谭键;;飞行器健康管理技术综述[J];电光与控制;2007年03期

4 蔡良才,王声,郑汝海,焦明声,种小雷;飞机起飞着陆航迹测试与分析[J];东南大学学报(自然科学版);2002年02期

5 潘全文;李行善;李天;;复杂系统线束网络测试技术研究[J];电子测量与仪器学报;2007年05期

6 张秀斌,王广伟,郭波;应用比例故障率模型进行基于状态的视情维修决策[J];电子产品可靠性与环境试验;2002年04期

7 程德金;模糊数学在飞行试验数据处理中的应用[J];飞行力学;1994年02期

8 徐可君,江龙平;军用航空发动机可靠性和寿命管理[J];中国工程科学;2003年01期

9 张秀斌,郭波,谭跃进;马尔可夫决策过程在视情维修中的应用[J];工业工程;2002年06期

10 刘仪;防范可控飞行撞地事故的最新进展[J];国际航空;2001年12期

中国重要会议论文全文数据库前1条

1 潘全文;李天;李行善;;预测与健康管理系统体系结构研究[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会（MCMI'2007）论文集（上册）[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库前3条

1 袁志坚;电力变压器状态维修决策方法的研究[D];重庆大学;2004年

2 王凌;维修决策模型和方法的理论与应用研究[D];浙江大学;2007年

3 郝英;基于智能技术的民航发动机故障诊断和寿命预测研究[D];南京航空航天大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库前3条

1 彭云;RLV健康管理方案及关键系统监控原理[D];西北工业大学;2005年

2 袁希昌;船舶机舱视情维修系统的技术基础与应用设计[D];大连海事大学;2006年

3 江伟;电气设备状态维修策略研究[D];华中科技大学;2006年

【相似文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 张沛帆;傅嘉伟;;飞机操纵系统沿革和展望[J];硅谷;2011年12期

2 陈明海;强5飞机操纵系统使用可靠性计算和分析[J];洪都科技;1988年01期

3 贾玉红;焦起祥;;飞机操纵系统优化设计软件开发与运动仿真[J];飞机设计;2006年01期

4 刘庭耀;赵晓辉;;飞机操纵系统钢索断裂原因分析[J];失效分析与预防;2009年04期

5 焦振双;许锋;;飞机操纵系统传动机构参数化设计研究[J];江苏航空;2010年01期

6 梁东山;;飞机操纵系统质量不平衡及其动态特性[J];飞行力学;1983年01期

7 林肖芬,昂海松,夏道家;飞机操纵系统的动态刚度及其与舵面耦合固有振动特性分析[J];南京航空航天大学学报;1989年04期

8 薛红军;李磊;张晓燕;;间隙对飞机操纵系统动态特性的影响分析[J];机械强度;2014年01期

9 沈永奎,吴梅,陈澜,安锦文;飞机操纵系统建模与仿真[J];火力与指挥控制;2005年S1期

10 王小飞;邸亚洲;曲建岭;周玉平;;飞机操纵位移参数标校设备的设计[J];仪表技术;2011年11期

中国重要会议论文全文数据库前1条

1 李素强;陈全礼;贺崇武;李素梅;;飞机操纵钢索疲劳寿命试验方法研究与应用[A];第四届长三角科技论坛航空航天与长三角经济发展分论坛暨第三届全国航空维修技术学术年会论文集[C];2007年

中国硕士学位论文全文数据库前3条

1 沈永奎;飞机操纵系统建模与仿真研究[D];西北工业大学;2005年

2 邹亮;飞机操纵系统机械特性测试软件设计[D];南昌航空大学;2014年

3 程科;飞机操纵系统状态监测与故障预测方法研究[D];南京航空航天大学;2014年