航空電氣設(shè)備的故障預(yù)測(cè)以及健康管理

摘要：基于航空可靠方面、安全方面與經(jīng)濟(jì)方面的要求，航空電氣裝置的問(wèn)題預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)越來(lái)越受到重視。航空航天電氣裝置相關(guān)員工，應(yīng)該要知道如何正確預(yù)測(cè)問(wèn)題，如何正確增加航空中電氣裝置的利用率，如何降低中國(guó)航空電氣裝置的維護(hù)成本，以增加航空中電氣裝置的性能。在此背景下，本文主要介紹了航空電氣裝置問(wèn)題預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)，可供參考。

關(guān)鍵詞：故障預(yù)測(cè)與健康管理;預(yù)測(cè)過(guò)程;應(yīng)用策略;航空電氣設(shè)備

1問(wèn)題預(yù)測(cè)與健康管控治理的概述

健康管理是指在期望系統(tǒng)正常性能狀態(tài)下，航空電氣設(shè)備或電氣系統(tǒng)性能整體下降或是偏差的程度;故障預(yù)測(cè)是指通過(guò)對(duì)相關(guān)歷史數(shù)據(jù)及現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并以此為依據(jù)，對(duì)于相關(guān)的系統(tǒng)功能進(jìn)行預(yù)測(cè)性的檢測(cè)。同時(shí)，相應(yīng)的總線技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速進(jìn)步，問(wèn)題預(yù)測(cè)與綜合系統(tǒng)健康管控治理技術(shù)的形成也得到了完善。問(wèn)題預(yù)測(cè)與健康管控治理工作在中國(guó)航空工業(yè)中越來(lái)越受到重視。航空電氣裝置的健康管控治理與問(wèn)題預(yù)測(cè)能增加中國(guó)航空電氣裝置的使用壽命。

2典型航空電氣裝置問(wèn)題預(yù)測(cè)與健康管控治理系統(tǒng)建模

通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，航空發(fā)電機(jī)壽命縮短及效果有所下降，主要是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)機(jī)械磨損、定子繞組絕緣老化等物理問(wèn)題現(xiàn)象造成的。航空發(fā)電機(jī)加速壽命試驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)發(fā)電機(jī)的輸入速度、油壓力、負(fù)載、頻率、電流、油溫度、入口壓力、出口壓力，與其他相關(guān)參數(shù)，深入分析相關(guān)參數(shù)的內(nèi)部關(guān)系與對(duì)應(yīng)變化的規(guī)律，設(shè)計(jì)壽命預(yù)測(cè)模型，并利用該模型，預(yù)測(cè)航空發(fā)電機(jī)的參數(shù)。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，要建設(shè)有效的故障預(yù)測(cè)及健康管理系統(tǒng)，重點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)的特征信號(hào)提取、健康狀態(tài)預(yù)報(bào)、壽命預(yù)測(cè)與保障決策進(jìn)行分析和處理。

2.1有特性的信號(hào)抽樣

問(wèn)題預(yù)測(cè)與健康管控治理的關(guān)鍵是從多個(gè)信號(hào)中抽樣有特性的信號(hào)。小波分析是利用多分辨率檢測(cè)信號(hào)的正交變換與多濾波器組的計(jì)算原理，對(duì)頻域采取詳細(xì)分解，因此這是能夠更清晰、完整、準(zhǔn)確地突出問(wèn)題有特性的一種方式做法。同時(shí)，這種分析方式還能通過(guò)不同的頻率分量對(duì)信號(hào)的整體細(xì)節(jié)采取調(diào)整與處理。在一定程度上增加了信噪比與信號(hào)分辨率，極大地促進(jìn)了問(wèn)題預(yù)測(cè)與健康管控治理的進(jìn)步。

2.2健康預(yù)測(cè)與診斷系統(tǒng)

開(kāi)發(fā)健康預(yù)測(cè)與診斷系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)各模塊的功能共享，如飛機(jī)發(fā)電機(jī)的健康預(yù)測(cè)與診斷系統(tǒng)可以與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的“全權(quán)數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)控制”結(jié)合起來(lái)，在集成的形式之下成為一個(gè)整體對(duì)待，能夠使系統(tǒng)滿足不同的功能需求。兩者之間有著非常密切的聯(lián)系，兩者需要的參數(shù)（如發(fā)電機(jī)的電流、電壓、頻率等）大部分是相同的。

2.3健康狀況預(yù)測(cè)與剩余壽命預(yù)測(cè)模型

健康狀況預(yù)測(cè)模型與剩余壽命預(yù)測(cè)模型主要是分析被測(cè)對(duì)象的整體狀態(tài)，采取統(tǒng)一的分類方式。分類有這幾個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)：一方面，預(yù)測(cè)效果下降到一定程度，系統(tǒng)應(yīng)該做出怎么樣的反應(yīng);另一方面，該系統(tǒng)還能夠采用有特性的抽樣的形式對(duì)被檢測(cè)對(duì)象的整體狀態(tài)進(jìn)行分析與識(shí)別。通過(guò)分析問(wèn)題識(shí)別方式做法的不同，發(fā)電機(jī)問(wèn)題可分為基于模型的問(wèn)題預(yù)測(cè)方式做法和基于知識(shí)的問(wèn)題預(yù)測(cè)方式做法與基于數(shù)據(jù)的問(wèn)題預(yù)測(cè)方式做法。

3航空電氣裝置故障預(yù)測(cè)與健康管理研究

3.1適當(dāng)使用預(yù)警電路方法

在工作人員對(duì)航空電氣裝置進(jìn)行預(yù)測(cè)工作時(shí)，適當(dāng)?shù)夭捎妙A(yù)警電路方法增加預(yù)測(cè)工作效率。預(yù)警電路比正常電路提前一段時(shí)間發(fā)出故障信號(hào)，預(yù)警電路第一時(shí)間發(fā)出故障信號(hào)，并采取一系列措施及時(shí)防止故障對(duì)電氣裝置的損害。員工需要降低警告并聯(lián)的電路，增加預(yù)警電路電流密度、直徑減小電路的電路正常，降低正常電路熱量也增加熱量預(yù)警電路，從而實(shí)現(xiàn)第一個(gè)報(bào)警電路故障的目的。

3.2故障預(yù)測(cè)宜采用累積損傷模型

在對(duì)航空電子電氣裝置進(jìn)行故障預(yù)測(cè)和健康管理工作的時(shí)候，累積損傷模型可以在一定程度上對(duì)航空電子電氣裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)。累積損傷模型與各有差別的電氣裝置的載荷和損傷程度有關(guān)。累積損傷模型法可以用來(lái)分析航空電氣裝置部件的使用壽命，進(jìn)一步確定電氣裝置的具體使用壽命。工作人員在航空電氣裝置故障預(yù)測(cè)使用的累積損傷模型可以有效估計(jì)航空電氣系統(tǒng)相應(yīng)的裝置使用壽命，根據(jù)累積傷害電氣裝置來(lái)確定電氣裝置的剩余使用壽命，粗略估計(jì)電氣裝置故障時(shí)間。使用累積損傷模型，員工可以有效地預(yù)測(cè)航空電子裝置和電器裝置的缺點(diǎn)，進(jìn)一步評(píng)估航空電子裝置和電器裝置的故障的原因，及時(shí)處理航空電子裝置和電器裝置的故障，并且進(jìn)一步保證航空電子裝置和電器裝置的正常操作。

3.3采用監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法

監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法能夠?qū)@取的數(shù)據(jù)和信息經(jīng)過(guò)一定程序的加工和處理，并對(duì)處理后的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析，對(duì)電氣系統(tǒng)的故障類型進(jìn)行預(yù)測(cè)。但是，在采用監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法來(lái)預(yù)測(cè)電氣系統(tǒng)的故障時(shí)，尤其需要注意的是，由于電氣系統(tǒng)本身在結(jié)構(gòu)、功能和失效的機(jī)理等方面的復(fù)雜性特點(diǎn)，所以在選取參數(shù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法方面，需要嚴(yán)格按照不同的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行選取。只有這樣，才能保證監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法能夠?qū)κ占降臄?shù)據(jù)和信息進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，并且有效的預(yù)測(cè)電氣系統(tǒng)故障的類型。

3.4對(duì)方法進(jìn)行適當(dāng)組合

如今，中國(guó)技術(shù)人員對(duì)航空電子電氣裝置的故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并在實(shí)踐中運(yùn)用相應(yīng)的方法對(duì)航空電子電氣裝置的故障進(jìn)行了預(yù)測(cè)和管理?，F(xiàn)在，故障預(yù)測(cè)方法和健康管理技術(shù)還相對(duì)不夠成熟，在實(shí)際的應(yīng)用中，還存在著一些缺陷。因此，在開(kāi)展航空電氣裝置故障預(yù)測(cè)與健康管理工作的時(shí)候，需要將各有差別的技術(shù)手段有效結(jié)合起來(lái)。及時(shí)整合多種方法的綜合概念，不斷優(yōu)化航空電氣裝置故障預(yù)測(cè)和健康管理方法。從而形成了一種高效、快速的故障預(yù)測(cè)方法。通過(guò)對(duì)各有差別的健康管理方法和故障預(yù)測(cè)方法的適當(dāng)結(jié)合，進(jìn)一步增加中國(guó)航空電氣裝置故障預(yù)測(cè)和健康管理的效率。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，進(jìn)行故障預(yù)測(cè)及健康管理的研究，對(duì)于航空電氣設(shè)備的安全具有十分重要的意義。通過(guò)故障預(yù)測(cè)及管理技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠降低航空公司的運(yùn)行成本，還能極大地提高電氣設(shè)備及電氣系統(tǒng)的性能，大大提高其工作可靠性。問(wèn)題預(yù)測(cè)與管控治理技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠降低航空公司的運(yùn)營(yíng)成本，而且能夠很大程度地增加電氣裝置與電氣系統(tǒng)的方面能，很大程度地增加其可靠性。問(wèn)題預(yù)測(cè)與健康管控治理技術(shù)的進(jìn)步與普及受到了重視，并取得了顯著的成效。為了更加提升其應(yīng)用能力，結(jié)合實(shí)際情況，提出相應(yīng)的處理策略，希望能起到一定的借鑒作用。

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余康（1983年1月26日），男，漢族，大學(xué)本科學(xué)歷，職稱：工程師，職務(wù)：市場(chǎng)部部長(zhǎng)，研究方向：電氣工程，單位：中航電測(cè)儀器股份有限公司，郵編：710119。