飛機電氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)

趙虹

摘 要：為提高飛機運行安全，需要對飛機電氣系統(tǒng)進行綜合分析和故障診斷。及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的安全漏洞，并采取措施最大限度地降低設(shè)備運行中的安全風(fēng)險。結(jié)合飛機電氣系統(tǒng)的特點，簡要分析了飛機電氣系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)。

關(guān)鍵詞：飛機;電氣系統(tǒng);故障診斷

為了提高飛機運行的穩(wěn)定性和安全性，必須對飛機電氣系統(tǒng)的故障進行診斷和分析。如果無法及時檢測和修復(fù)電氣系統(tǒng)故障，則飛機運行時間的誤差范圍必須越來越大。為了提高故障診斷的效果，簡要分析了這診斷技術(shù)，以提高飛機運行中的安全性。

一、飛機電氣系統(tǒng)的組成與特點

1.組成。飛機的電氣系統(tǒng)包括供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備。供電系統(tǒng)包括飛機電源系統(tǒng)與配電系統(tǒng)，電源系統(tǒng)與主要用來產(chǎn)生和調(diào)節(jié)電能。配電系統(tǒng)用于配電和管理電能。飛機供電系統(tǒng)的功能是可靠地供應(yīng)電氣設(shè)備，特別是與航空安全直接相關(guān)的重要電能設(shè)備。電氣設(shè)備主要包括飛行操作、電動機械、照明信號、航空電子設(shè)備以及防冰加溫等系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)運行效果決定了飛機運行綜合質(zhì)量，要求供電系統(tǒng)能夠為重要用電設(shè)備提供所需電能。與地面供電系統(tǒng)相比，飛機供電系統(tǒng)運行可靠性要求更為嚴(yán)格，一般會選擇用余度技術(shù)、故障狀態(tài)下負(fù)載管理以及應(yīng)急電源等方法優(yōu)化。

2.特點。電源特點。飛機電源是供電系統(tǒng)的一部分。這是用于產(chǎn)生電能、調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換的一般名稱。它通常由主、二次、輔助、應(yīng)急及外部電源等組成。飛機的電流類型通常指主電源類型。配電特點。飛機配電系統(tǒng)是一種在飛機發(fā)電機和地面或應(yīng)急電源之間切換、傳輸、分配和控制能量的系統(tǒng)。其中包括：電纜、總線、配電板和器件組成。配電系統(tǒng)確保飛機所有部件可靠的電力傳輸和分配，管理各種電力負(fù)荷，保護電氣設(shè)備。不同電氣設(shè)備的重要性及其在不同飛行階段的功能各不相同。在行駛、起飛和著陸過程中，可以實施各種負(fù)荷管理系統(tǒng)。如果出現(xiàn)錯誤，則必須更改管理模式。為了確保飛行中重要設(shè)備的可靠電源，在確定負(fù)載變化或緊急電源時必須考慮各種因素，負(fù)載管理分為手動和自動管理。根據(jù)安裝所需的電路電壓降（電氣設(shè)備電壓控制點與輸入電壓之間的差異），整個設(shè)備分為A、B、C類。

二、飛機電氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)分析

1.專家系統(tǒng)。是飛機電氣工程最常用的解決方法之一。許多計算機程序主要用于分析故障、識別故障類和解決問題。該診斷技術(shù)在專家知識和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，可以解決各種問題，這些問題在實踐中效率很高，節(jié)省了各種應(yīng)用資源。

2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）是飛機電氣工程中最常見的故障診斷方法之一。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)以生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，由簡單單元組成，這是一種巨大的非線性技術(shù)。手動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比其他故障診斷技術(shù)更實時、更方便。故障特征、依賴性和存儲容量可以達到故障診斷的目的。選擇此診斷方法可確保診斷時間和診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

三、飛機電氣系統(tǒng)故障診斷分析

1.飛機故障分析。飛機某電氣故障，主要原因是發(fā)動機電氣控制啟動、氣動控制、發(fā)動機集成電子控制。飛機的電氣控制嚴(yán)重影響了飛機的安全和穩(wěn)定。因此，應(yīng)通過高效的故障診斷技術(shù)來確定故障原因，并根據(jù)故障的類型和性能來確定操作，以最大限度地減少故障對每個子系統(tǒng)的影響。

2.診斷故障方法。飛機電氣工程的技術(shù)故障診斷主要包括分析模型、信號處理和專門知識。如果故障分析項目可以建立數(shù)學(xué)模型，則必須選擇基于分析模型的方法來診斷和分析線性系統(tǒng)。但是，如果難以創(chuàng)建分析對象的數(shù)學(xué)計算模型，可以選擇比數(shù)學(xué)模型更難的信號處理方法。基于知識的方法不需要數(shù)學(xué)模型。分析大量診斷對象信息，根據(jù)專家知識確定故障類型，并提出解決策略。

四、專家系統(tǒng)診斷

1.系統(tǒng)設(shè)置。采用Dephi7.0編程語言的專家系統(tǒng)對飛機故障診斷，從而實現(xiàn)了軟件的可視化開發(fā)平臺，具有穩(wěn)定的兼容性和易于使用的windows界面。此外，其自身的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)為ODBC和ADO數(shù)據(jù)對象技術(shù)提供了強大的控制支持，從而大大縮短了開發(fā)周期并減少了工作量，該系統(tǒng)極其可靠其設(shè)計是模塊化的，如圖1所示，主要由故障消息輸入系統(tǒng)、信息請求系統(tǒng)和幫助模塊組成。每個模塊的目標(biāo)和功能各不相同。主程序負(fù)責(zé)流程控制和用戶操作。故障信息輸入系統(tǒng)支持專業(yè)知識的建立和維護。故障信息模塊是一個理論系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的癥狀和法醫(yī)數(shù)據(jù)中的相關(guān)信息確定診斷結(jié)果。通過分析設(shè)備、型號、子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，還可以確定故障原因并有效地進行診斷。

2.系統(tǒng)模塊。知識庫模塊。該系統(tǒng)的知識庫根據(jù)飛機發(fā)動機的分類分為八個模塊和幾個小功能模塊。優(yōu)化生成規(guī)則的外觀。模塊單元方案生成器規(guī)則的方法。單元由多個規(guī)則組成，模塊由多個單元組成。最后，整個知識庫由多個模塊組成。飛機電氣設(shè)基于故障特征將知識分為確定性和不確定性知識。確定性知識可以根據(jù)表現(xiàn)直接故障的原因。故障原因不能通過確定性知識來確定，而只能通過故障設(shè)備的故障率來確定。推理系統(tǒng)。一般來說，我們可以使用基于規(guī)則的推理系統(tǒng)。前提條件和結(jié)論是相關(guān)的，可以從知識規(guī)則中的表達式中推導(dǎo)出來。飛機故障診斷中經(jīng)常采用前后兩種思路。根據(jù)數(shù)據(jù)庫查詢功能搜索知識庫，查找與電源系統(tǒng)故障匹配的規(guī)則。在包含更多規(guī)則的知識庫中，有許多組合會對診斷的有效性產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，有必要優(yōu)化法診斷系統(tǒng)的設(shè)計，合理劃分知識庫，縮小搜索范圍，重點關(guān)注診斷規(guī)則，提高診斷效率。

3.系統(tǒng)應(yīng)用效果。飛機電氣系統(tǒng)的專家故障診斷系統(tǒng)模塊主要包括編號、型號、飛機編號、故障時間、圖像、部件、顯示系統(tǒng)等。故障診斷子模塊完成故障信息的查詢和診斷，查詢診斷信息。專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在故障診斷方面具有豐富的知識，并且在實踐中非常高效可靠。

對飛機電氣進行準(zhǔn)確及時的故障診斷對于確保安全飛行、避免事故和物質(zhì)損害至關(guān)重要。故障檢測和診斷技術(shù)作為一個跨學(xué)科領(lǐng)域，自1960年代以來迅速發(fā)展起來。由于飛機電氣系統(tǒng)非線性癥狀和特點的復(fù)雜性，故障診斷和檢測變得更加復(fù)雜。復(fù)雜環(huán)境中現(xiàn)有系統(tǒng)的故障排除不能只使用一種理論或方法。隨著現(xiàn)代故障排除理論和方法的不斷發(fā)展和完善，需要使用多種方法對現(xiàn)有系統(tǒng)進行故障診斷。

參考文獻：

[1]李斌.電氣測試原理與方法西安[J]西北工業(yè)大學(xué)出版社.2020.