飛機(jī)燃油系統(tǒng)油量傳感器故障診斷方法的研究

摘 要：對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，燃油系統(tǒng)具有非常重要的作用，在燃油系統(tǒng)中，包含油量傳感器，通過(guò)傳感器的各個(gè)輸出作用，對(duì)飛機(jī)的油量進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，以便于保證飛機(jī)燃油系統(tǒng)的安全可靠性。不過(guò)，當(dāng)油量傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，就會(huì)影響計(jì)算結(jié)果，進(jìn)而導(dǎo)致燃油系統(tǒng)的安全可靠性降低，基于此，文章分析了飛機(jī)燃油系統(tǒng)油量傳感器的常見故障，并提出了診斷的方法，對(duì)故障進(jìn)行診斷。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)；燃油系統(tǒng)；油量傳感器；故障診斷方法

前言

油量對(duì)于飛機(jī)的安全飛行來(lái)說(shuō)有著十分重要的影響，飛機(jī)油量的確定需要進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)測(cè)量的結(jié)果比較準(zhǔn)確時(shí)，飛機(jī)飛行的安全性就比較高，反之，當(dāng)測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差時(shí)，飛機(jī)飛行的安全性就會(huì)受到嚴(yán)重的影響。飛機(jī)油量測(cè)量工作的開展需要借助油量傳感器，因此，避免油量傳感器存在故障是測(cè)量工作有效開展的保障，由此可見，對(duì)油量傳感器故障診斷方法的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 飛機(jī)燃油系統(tǒng)油量傳感器常見故障

1.1 沖擊故障

燃油系統(tǒng)是飛機(jī)的重要組成部分，通過(guò)油箱內(nèi)油量的保證，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的安全飛行。在現(xiàn)代民用飛機(jī)的燃油系統(tǒng)中，油量傳感器的數(shù)量非常多，比如在A320客機(jī)的油箱內(nèi)，油量傳感器的數(shù)量為33個(gè)。在飛機(jī)飛行的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到閃電的間接效應(yīng)，或者飛機(jī)進(jìn)入到高強(qiáng)度輻射場(chǎng)內(nèi)，受到比較嚴(yán)重的干擾，在這兩種情況的影響下，就會(huì)產(chǎn)生沖擊脈沖，進(jìn)而導(dǎo)致油量傳感器受到比較嚴(yán)重的影響，產(chǎn)生沖擊故障。

1.2 失效故障

在油量傳感器正常工作時(shí)，會(huì)對(duì)油箱內(nèi)的油量進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)輸出作用，準(zhǔn)確的計(jì)算出油箱內(nèi)的油量。然而，在傳感器運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)突然失靈的情況，這時(shí)，油量的測(cè)量值就會(huì)一直保持在一個(gè)常數(shù)上，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確的判斷油箱內(nèi)的油箱，導(dǎo)致飛機(jī)的飛行帶有比較大的安全隱患。

1.3 偏差故障

傳感器在對(duì)油箱內(nèi)的油量進(jìn)行測(cè)量時(shí)，會(huì)形成一定的測(cè)量值，當(dāng)這個(gè)測(cè)量值與真實(shí)值之間存在一定的偏差時(shí)，傳感器就存在偏差故障，無(wú)法對(duì)油量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，影響了對(duì)油箱內(nèi)油量的判定，對(duì)飛機(jī)的安全飛行影響很大。

1.4 精度下降故障

油量傳感器在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，會(huì)具有一定的測(cè)量精度，以便于保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，然而，當(dāng)測(cè)量的精度變低時(shí)，就說(shuō)明傳感器存在精度下降故障。傳感器具備一定的精度等級(jí)，當(dāng)?shù)燃?jí)出現(xiàn)下降時(shí)，并不是測(cè)量的平均值發(fā)生了變化，實(shí)際上，平均值依然保持不變，變得是測(cè)量的方差。

2 飛機(jī)燃油系統(tǒng)油量傳感器故障診斷方法

2.1 故障特征提取

傳感器在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)發(fā)出時(shí)域信號(hào)，在時(shí)域信號(hào)中，可以反映出兩種信息，一種是原始的狀態(tài)信息，一種是故障信息，通過(guò)對(duì)時(shí)域信號(hào)特征的提取，可以準(zhǔn)確的了解傳感器的工作狀態(tài)。在進(jìn)行時(shí)域信號(hào)特征提取時(shí)，主要包含兩種方法：一種為時(shí)域特征提取，當(dāng)前，在對(duì)傳感器進(jìn)行故障診斷時(shí)，采取的特征參數(shù)為量綱和無(wú)量綱，不過(guò)，量綱數(shù)值的變化既有可能是故障變化引起的，也有可能是環(huán)境變化引起的，區(qū)分起來(lái)非常的困難，因此，在進(jìn)行時(shí)域特征提取時(shí)，選擇的特征參數(shù)為無(wú)量綱參數(shù)，具體說(shuō)來(lái)，主要包含六個(gè)指標(biāo)，分別為波形指標(biāo)、脈沖指標(biāo)、峰值指標(biāo)、裕度指標(biāo)、歪度指標(biāo)以及峭度指標(biāo)；另一種是小波包特征提取，這是一種新型的特征提取方法，運(yùn)用的方法是時(shí)頻分析，當(dāng)信號(hào)為非平穩(wěn)瞬態(tài)信號(hào)時(shí)，小波分析能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻響應(yīng)，在利用小波分析方法時(shí)，基礎(chǔ)為多分辨分析，通過(guò)正交分解方法，有效的提升了分析的精細(xì)度，對(duì)于小波變換，小波包分析充分的吸收了良好時(shí)頻局部化的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)其存在的缺點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，這樣一來(lái)，在進(jìn)行分析時(shí)，頻率分辨率顯著的提升。

2.2 集成支持向量機(jī)分類算法

近年來(lái)，人們對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的關(guān)注度越來(lái)越高，尤其其中的集成學(xué)習(xí)，受到的關(guān)注度更多，通過(guò)訓(xùn)練多個(gè)基分類器，并結(jié)合一定的方法實(shí)現(xiàn)結(jié)果的集成，這樣一來(lái)，分類系統(tǒng)的泛化能力就得到了有效的提升。通常來(lái)說(shuō)，在集成學(xué)習(xí)中包含基分類器類型、基分類器生成方法以及結(jié)論生成方法三個(gè)基本的要素。當(dāng)前，比較常見的基分類器種類比較多，比如決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。同種類型的基分類器稱之為同構(gòu)集成，不同類型的分類器被稱之為異構(gòu)集成，在進(jìn)行研究時(shí)，重點(diǎn)研究對(duì)象為同構(gòu)集成。同構(gòu)集成基分類器的生成方法有三種，第一種是對(duì)訓(xùn)練集進(jìn)行處理，第二種方法為對(duì)數(shù)據(jù)特征進(jìn)行處理，第三種方法為通過(guò)隨機(jī)擾動(dòng)產(chǎn)生具有差異性的基分類器。在常用的基分類器中，支持向量機(jī)所具備的穩(wěn)定性是比較高的，因此，在進(jìn)行故障診斷時(shí)，應(yīng)用了此種方法。

2.3 仿真驗(yàn)證

在進(jìn)行模擬訓(xùn)練時(shí)，故障數(shù)據(jù)的生成是比較困難的，因此，在進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，以正常信號(hào)為基礎(chǔ)，通過(guò)仿真，將傳感器四種常見的故障信號(hào)模擬出來(lái)。在進(jìn)行故障診斷時(shí)，分兩個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行：第一步，信號(hào)分析，首先需要對(duì)故障特征進(jìn)行提取，主要應(yīng)用的為上文中提到的兩種方法，分析之后，獲得特征向量，生產(chǎn)訓(xùn)練樣本以及測(cè)試樣本；第二步，擾動(dòng)，對(duì)象為支持向量機(jī)核函數(shù)參數(shù)，方法為隨機(jī)擾動(dòng)法，通過(guò)此種方法，將支持向量機(jī)的模型建立起來(lái)，通過(guò)分類識(shí)別的方法將樣本確定，并最終得出識(shí)別結(jié)果。通過(guò)這兩個(gè)步驟的仿真驗(yàn)證，有效的測(cè)試了文章中研究的油量傳感器故障診斷方法，從仿真驗(yàn)證結(jié)果可知，故障診斷方法所具備的診斷效果比較好。

3 結(jié)束語(yǔ)

油是飛行正常運(yùn)行的基本保證，為了保證飛機(jī)的安全飛行，就需要對(duì)油箱內(nèi)的油量進(jìn)行測(cè)量，以便于根據(jù)油量采取正確的措施，避免飛機(jī)安全事故的發(fā)生。在進(jìn)行油量測(cè)量時(shí)，離不開傳感器的支持，但是如果傳感器存在故障，那么就會(huì)影響油量測(cè)量的結(jié)果，文章中所研究的故障診斷方法具備比較好的診斷效果，能夠保證傳感器的正常運(yùn)行，進(jìn)而保證飛機(jī)飛行具備較高的安全性。

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