航空電子系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)研究

深圳航空有限責(zé)任公司　何　奇

航空電子系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)研究

深圳航空有限責(zé)任公司何奇

隨著科技的不斷提升，我國(guó)在航天事業(yè)上得到了廣泛的發(fā)展，這些成績(jī)的取得與航空電子系統(tǒng)有著密不可分的關(guān)系。對(duì)航空電子系統(tǒng)的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)與健康管理，是一件十分重要的事情，這樣不僅可以保障我國(guó)航空電子系統(tǒng)的質(zhì)量問題，同時(shí)，還可以促進(jìn)我國(guó)航空事業(yè)的快速發(fā)展。近幾年來，我國(guó)又新興起了一種航空電子故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)，也簡(jiǎn)稱PHM技術(shù)，這是一種可以進(jìn)行高效檢測(cè)與管理的技術(shù)，在對(duì)航空電子進(jìn)行故障預(yù)測(cè)和健康管理方面起著十分重要的作用。本文就是對(duì)航空電子系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)進(jìn)行深入研究和探討，希望可以對(duì)航空電子系統(tǒng)未來的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

航空電子系統(tǒng)；故障預(yù)測(cè)；健康管理

給飛機(jī)造成故障的原因各種各樣，單單是在電子系統(tǒng)方面產(chǎn)生的故障就已經(jīng)占據(jù)了總數(shù)的40%以上，而且針對(duì)這些電子系統(tǒng)的維修情況，它們所消耗的時(shí)間就已經(jīng)占據(jù)了維修時(shí)間總數(shù)的1/3。由此我們可以看出，航空電子系統(tǒng)的地位不容小覷，所以對(duì)航空電子故障進(jìn)行預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)十分的重要。相較于以往的診斷技術(shù)而言，目前采用的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)，更加的高效以及先進(jìn)，因此被廣泛的應(yīng)用在航空電子系統(tǒng)的領(lǐng)域之中，而且已經(jīng)逐漸成為了航空電子系統(tǒng)中的主流技術(shù)。

1 故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)的概述

故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)，實(shí)際上就是指，那些被用來進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)測(cè)的電子系統(tǒng)，功能發(fā)揮的程度如何，接著預(yù)測(cè)出構(gòu)成航空電子系統(tǒng)的零件的使用壽命，然后，依據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行有效的處理。健康管理技術(shù)的作用域特別廣，可以對(duì)整個(gè)電子系統(tǒng)做出預(yù)測(cè)，可以稱得上是一種非常智能化的系統(tǒng)，從某種意義上來說，它不僅可以減少監(jiān)測(cè)的時(shí)間以及人力和物力的付出，同時(shí)，還可以在很大程度上減少維修的費(fèi)用，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。還有一點(diǎn)就是，這種技術(shù)對(duì)于提高工作效率也起到了極大的作用，可以有效的提升任務(wù)的完成率。

2　故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)方法

在航空電子的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)中，故障監(jiān)測(cè)可以說是核心任務(wù)，我們所有的措施都是圍繞這一話題進(jìn)行，當(dāng)下，我國(guó)的航空事業(yè)主要通過以下的幾種方案得以實(shí)現(xiàn)：

2.1利用預(yù)警電路法對(duì)電子系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理

和那些正常的電路相比，用預(yù)警電路法對(duì)故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可能發(fā)生的時(shí)間要提前一會(huì)，而提前的這段時(shí)間通常都是用于，接受警報(bào)信號(hào)，使其可以在第一時(shí)間內(nèi)就做出迅速的反應(yīng)，在很大程度上，降低了由于發(fā)生故障，而給電子系統(tǒng)帶來的損失。采取預(yù)警電路法監(jiān)測(cè)電子系統(tǒng)中的故障，一般都是通過以下的兩種方法。

（1）在初始階段，預(yù)警電路法和普通的電路在可靠性方面是不存在區(qū)別的，在其他方面的區(qū)別在于，預(yù)警電路法大大的增加了使用的負(fù)擔(dān)，這樣做可以使預(yù)警電路能夠更早的發(fā)生故障，提前于正常的電路。實(shí)現(xiàn)這種方法，通常需要通過一些途徑來完成，譬如，減少預(yù)警電路的線路半徑，進(jìn)而來提升電路的電流密度，在這種做法之下，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，預(yù)警電路產(chǎn)生的熱量高于正常的電路，因此，預(yù)警電路比正常電路提前發(fā)生故障也就不難理解。

（2）提供和正常電路一樣的工作環(huán)境給預(yù)警電路，只不過要使預(yù)警電路的起始?jí)勖桃恍?，可以通過一些措施來實(shí)現(xiàn)，譬如，電遷移，或者是輻射損傷等。這種做法雖然簡(jiǎn)單，但是效果卻十分顯著，可以同上一種方法達(dá)到一樣的目標(biāo)，即提前產(chǎn)生故障。

2.2利用累積損傷模型對(duì)電子系統(tǒng)的故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理

累積損傷模型，其實(shí)是指在失效的物理模型的基礎(chǔ)上建立起來的，關(guān)于各種載荷，或者是各種會(huì)造成損傷程度的模型。簡(jiǎn)單來說，就是對(duì)一些電子系統(tǒng)已經(jīng)使用過的壽命進(jìn)行探討和研究，然后利用所得信息，計(jì)算出電子系統(tǒng)還能剩余多少壽命。需要注意的是，一旦我們建立起了累計(jì)損傷模型，就可以對(duì)電子系統(tǒng)周期內(nèi)的所有荷載進(jìn)行分析，包括全部機(jī)械、物力以及化工等方面的載荷，分析之后，還可以自動(dòng)評(píng)估電子系統(tǒng)的損傷程度，以及估算去剩余的使用壽命。累積損傷模型，它不僅可以感知到來自外界的溫度、濕度、壓力等，還可以針對(duì)這些條件進(jìn)行有效的計(jì)算，然后通過估測(cè)電子系統(tǒng)剩余的壽命長(zhǎng)短，來分析電子系統(tǒng)產(chǎn)生的故障。

2.3利用監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法對(duì)電子系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理

監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法，不難理解，就是指依照電子系統(tǒng)本身就具備的功能和特點(diǎn)，對(duì)可以較好反映出系統(tǒng)性能的特征參數(shù)，進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)措施。監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法可以把得到的信息經(jīng)過一定的程序處理，然后針對(duì)處理后的數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行有效的分析，從而對(duì)電子系統(tǒng)的各種故障做出預(yù)測(cè)。但是，我們?cè)诓扇”O(jiān)測(cè)特征參數(shù)法來進(jìn)行預(yù)測(cè)工作時(shí)，一定要非常注意，電子系統(tǒng)本身就存在一些特點(diǎn)，所以，在篩選參數(shù)的時(shí)候，一定要按照嚴(yán)格的要求進(jìn)行選取，只有這樣，我們才可以保證，監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法不僅可以對(duì)收集的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行有效的分析，還可以有效的推測(cè)出電子系統(tǒng)的故障類型。

2.4利用綜合法對(duì)電子系統(tǒng)的故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理

雖然就目前而言，我國(guó)航空電子故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，而且，有越來越多的高效方法被研究出來，來應(yīng)對(duì)航空電子系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)和健康管理。但是，我們必須清醒的意識(shí)到，凡事有利弊，我們必須要知道每種方法都是存在一定的缺陷的，至今為止，人們依然還在尋找更加高效的方案，進(jìn)而提高航空電子故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)，在這種形式的推動(dòng)之下，出現(xiàn)了綜合法這一理論，也就是把多種方法結(jié)合在一起討論。譬如，我們可以上文提到的把監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法和累積損傷模型這兩種方法有效的結(jié)合起來，然后想出更加有效的方法，使電子系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)和管理可以得到更好地發(fā)展。

3　總結(jié)

綜上所述，航空電子的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)，確實(shí)發(fā)揮了極大的作用，在很大程度上促進(jìn)了我國(guó)航空事業(yè)的發(fā)展。我們應(yīng)該在此基礎(chǔ)上繼續(xù)努力，繼續(xù)前進(jìn)，爭(zhēng)取不斷地去完善航空電子故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)，挖掘出更多有利條件，為以后的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。放眼未來，航空電子的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)，有著非常寬廣的發(fā)展前景，所以我們應(yīng)該利用好這一優(yōu)勢(shì)，把我國(guó)的航空事業(yè)推向巔峰。

［1］景博，黃以鋒，張建業(yè).航空電子系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，5（06）：218-245.

［2］趙寧社，翟正軍，王國(guó)慶.新一代航空電子綜合化及預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)［J］.測(cè)控技術(shù)，2011，1（23）：88-102.

［3］吳明輝，許愛強(qiáng)，戴豪民.PHM技術(shù)在綜合航空電子系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.兵工自動(dòng)化，2013，4（16）：45-56.