综合航空电子系统故障诊断与健康管理技术发展

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航电系统简介介绍

武器控制系统
航电系统集成在武器装备中，支持精确打击和有效火力控制。
其他领域
无人机应用
航电系统用于无人机飞行控制、导航和任务载荷数据处理。
气象观测
航电系统在气象卫星上用于观测和监测气象数据。
科学研究
航电系统支持地球观测、空间科学实验和其他科研任务。
05
航电系统的发展趋势与挑战
技术创新与升级
创新技术应用
随着科技的不断发展，航电系统正不断引入新技术，如人工智能、大数据、云计算等，以提高系统的性能和效率。
技术升级需求
随着航空工业的发展，航电系统需要不断升级以满足更高的性能要求和安全性需求。
系统安全性与可靠性
安全性能保障
航电系统的安全性与可靠性是至关重要的，需要采取多种措施来确保系统的稳定性和安全性。
人机交互体验优化
为了提高飞行员的工作效率和安全性，航电系统需要提供更加直观和易用的人机交互界面。
智能化水平提升
通过引入人工智能技术，航电系统可以更加智能地处理各种任务，减轻飞行员的工作负担。
THANKS
谢谢您的观看
功能
航电系统的主要功能是保障飞机的安全、导航、通讯和任务执行，为机组人员和乘客提供必要的飞行信息和服务。
航电系统的重要性
1 2 3
安全保障
航电系统是飞机安全运行的关键组成部分，它能够提供准确的导航、通讯和飞行控制等功能，保障飞机的安全和稳定。
飞行效率
航电系统能够提高飞行效率，通过精确的导航和通讯设备，使飞机能够更快、更准确地到达目的地。
航电系统的技术特点
高集成度
航电系统采用先进的模块化设计，将多种航空电子设备高度集成在一起，实现功能的整合和优化。

航空电气设备的故障预测以及健康管理

航空电气设备的故障预测以及健康管理基于航空可靠方面、安全方面与经济方面的要求，航空电气装置的问题预测与健康管理技术越来越受到重视。

航空航天电气装置相关员工，应该要知道如何正确预测问题，如何正确增加航空中电气装置的利用率，如何降低中国航空电气装置的维护成本，以增加航空中电气装置的性能。

在此背景下，本文主要介绍了航空电气装置问题预测与健康管理技术，可供参考。

标签：故障预测与健康管理;预测过程;应用策略;航空电气设备1问题预测与健康管控治理的概述健康管理是指在期望系统正常性能状态下，航空电气设备或电气系统性能整体下降或是偏差的程度;故障预测是指通过对相关历史数据及现状进行分析，并以此为依据，对于相关的系统功能进行预测性的检测。

同时，相应的总线技术与计算机网络技术飞速进步，问题预测与综合系统健康管控治理技术的形成也得到了完善。

问题预测与健康管控治理工作在中国航空工业中越来越受到重视。

航空电气装置的健康管控治理与问题预测能增加中国航空电气装置的使用寿命。

2典型航空电气装置问题预测与健康管控治理系统建模通过相关数据分析，航空发电机寿命缩短及效果有所下降，主要是因为发电机机械磨损、定子绕组绝缘老化等物理问题现象造成的。

航空发电机加速寿命试验平台，通过发电机的输入速度、油压力、负载、频率、电流、油温度、入口压力、出口压力，与其他相关参数，深入分析相关参数的内部关系与对应变化的规律，设计寿命预测模型，并利用该模型，预测航空发电机的参数。

通过分析发现，要建设有效的故障预测及健康管理系统，重点是对系统的特征信号提取、健康状态预报、寿命预测与保障决策进行分析和处理。

2.1有特性的信号抽样问题预测与健康管控治理的关键是从多个信号中抽样有特性的信号。

小波分析是利用多分辨率检测信号的正交变换与多滤波器组的计算原理，对频域采取详细分解，因此这是能够更清晰、完整、准确地突出问题有特性的一种方式做法。

同时，这种分析方式还能通过不同的频率分量对信号的整体细节采取调整与处理。

预测与健康管理(PHM)技术现状与发展

随着高科技的不断注入，现代装备的高集成化、高智能化以及分析处理问题的高效化日益增强，随之而来的系统的故障诊断、维修保障和可靠性越来越受到人们的高度重视。

目前世界上大部分装备的维护多以定期检查、事后维修为主，不仅耗费大量的人力和物力，而且效率低下。

PHM(Prognosties and Health Management)预测与健康管理技术是综合利用现代信息技术、人工智能技术的最新研究成果而提出的一种全新的管理健康状态的解决方案。

PHM系统未来一段时间内系统失效可能性以及采取适当维护措施的能力，一般具备故障检测与隔离、故障诊断、故障预测、健康管理和部件寿命追踪等能力。

PHM技术的发展过得去是人们自我学习和提升的过程，即从对设备的故障和失效的被动维护，到定期检修、主动预防，再到事先预测和综合规划管理。

美陆军早期装备直升机的健康与使用监测系统就是PHM最原始的形态。

20世纪60年代，由于航空航天领域极端复杂的环境和使用条件驱动了最初的可靠性理论、环境试验和系统试验能及质量方法的诞生。

随着宇航系统复杂性的增加，由设计不充分、制造误差、维修差错和非计划事件等各种原因导致故障的机率也在增加，迫使人们在70年代提出了航天器综合健康管理的概念来监视系统状态。

随着故障监测和维修技术的迅速发展，先后开发应用的有飞机状态监测系统、发动机监测系统、综合诊断预测系统以及海军的综合状态评估系统等。

随后出现的这些诊断故障原和检测状态的技术，最终带来了故障预测方法PHM的诞生。

上世纪末，随着美军重大项目F-35联合攻击机(JSF)项目的启动，正式把以上的故障预测和维修全面解决方案命名为预测与健康管理(PHM)系统，为PHM技术的诞生带来了契机。

PHM是JSF项目实现经济承受性、保障性和生存性目标的一个关键所在。

JSF的PHM系统是当前飞机上使用的(BIT)和状态监控的发展，这种发展的主要技术要素是从状态(健康)监控向状态(健康)管理的转变，这种转变引入了故障预测能力，借助这种能力从整个系统(平台)的角度来识别和管理故障的发性，其目的是减少维修人力物力、增加出动架次率以及实现自主式保障。

故障预测与健康管理(PHM)技术的现状与发展

故障预测与健康管理（PHM）技术的现状与发展曾声奎北京航空航天大学可靠性工程研究所，北京 100083Michael G. Pecht, 吴际美国马里兰大学 CALCE电子产品与系统中心，马里兰，2074Status and Perspectives of Prognostics and Health ManagementTechnology)ZENG Sheng_kui1, Michael G. Pecht2, Wu Ji2(1Institute of Reliability Engineering, Beihang University, Beijing#100083, China)(2CALCE Electronic Products and Systems Center ,University of Maryland,College Park, MD 20742）摘要：结合故障预测与健康管理（PHM）的技术发展过程，阐述了PHM的应用价值。

论述了PHM技术系统级应用问题，提出了故障诊断与预测的人机环完整性认知模型，并依此对蓬勃发展的故障诊断与故障预测技术进行了分类与综合分析，给出了PHM技术的发展图像。

针对故障诊断与预测的不确定性特征，对故障诊断与预测技术的性能要求、定量评价与验证方法进行了分析。

最后，以PHM技术的工程应用为线索，提出了PHM技术发展中的几个问题。

关键词：故障预测；故障诊断；故障预测与健康管理Abstract: This paper has briefed the potential benefits of Prognostics and Health Management (PHM) against its evolution history. The architecture for PHM system-level application is outlined, and a cognition model for diagnostics and prognostics is built based on the integrality of man-machine-environment. Directed by this model, various diagnostics and prognostics methods are classified and analyzed, and a whole picture of PHM is drawn. Uncertainty is a critical factor of PHM，its requirement-making, quantitative assessment and validation are discussed. Finally, key issues to do of PHM are listed with the goal of practical extensive use.Key words: prognostic and Health Management; diagnostics; prognostics; cognition model1. 引言现代武器装备的采购费用和使用与保障（O&S）费用日益庞大，经济可承受性成为一个不可回避的问题。

新一代航空电子综合化及预测与健康管理技术

建模与数据挖掘是知识发现的核心部如图1所示软件模块与硬件模块不采用紧密耦合软分就是根据挖掘任务选择适当的表达与算法可以件集的存储由大容量存储设备承担并配合存储管理任是粗集理论云计算模糊逻辑ds理论pnnsvm务根据系统配置定义在进行系统初始化时下载到各等然后寻找所关心的模式比如分类聚类关联个相应模块从而部署实现任务管理cni通信导回归时序偏差等并采用合适的方式来表达
ｎｌｇｎｐｌｃｔｎｓｏｈｏｏｙａｄａｐｉａｉｆｔｅＰＨＭ—ｅａｅｎｏｍａｉｎｆｉｎａｔｆｃａｎｅｌｇｎｅｄｔｎｎｎｏｎｓｏｒｌｔｄｉｆｒｔｏｕｓｏ，ｒｉｉｌｉｔｌｉｅｃ，ａａｍｉｉｇａｄｐｒｇｏ — ｉｔｓａｅｔｏｏｇｌｎｌｚｄ．ｉａｌ，ｈｒｈｔｃｕｅｏｅｇｎｒｔｏｎｅａｅｄｌｒａｉｎｃｙｔｍｎｉｒｈｒｕｈｙａａｙｅＦｎｌｔｅａｃｉｅｔｒｆｌｗｅｅａｉｎｉｔｇｔｄｍｏｕａｖｏｉｓｓｓｅａｄｃｙｌｒ
航电系统的综合化经历了独立式、合式、联综合式和先进综合式４个阶段的演变，目前综合化、模块化航
空电子（ＭＡ）Ｉ系统的应用是新一代航空器的突出特
的国内外研究现状，讨了所需要的关键技术，究了探研
ｔｏｎｅｒｔｄａｉｎｃｙｔｍｒｎｌｚｄａｄｔｅｋｙｔｃｏｏｙｏｖｏｉｓＰＨＭｒｒｂｅｅｐｙｉｃｕ— ｉｎｉｔｇａｅｖｏｉｓｓｓｅａｅａａｙｅｎｈｅｅｈｎｌｇｆａｉｎｃａｅｐｏｄｄｅｌ，ｎｌ

航空电子的故障预测与健康管理技术

航空电子的故障预测与健康管理技术作者：叶剑峰来源：《数字化用户》2013年第22期【摘要】航空电子产品是我国航天事业发展中的重要组成部分，航天事业属于高新技术产业的范畴。

伴随着我国科学技术水平的显著提高，我国的航空事业得到了显著的发展，这都是得益于航空电子系统的发展。

对航空电子系统进行故障的预测和健康管理，是保证航空电子系统的质量和性能，并且促进我国航空事业快速发展的保障。

近些年来，新兴了一种航空电子故障诊断技术，即航空电子故障预测与健康管理技术，简称PHM技术，它是一种更加高效的监测与管理技术，在对航空电子进行诊断和管理方面发挥了重要的作用。

以下，本文将对航空电子的故障预测与健康管理技术进行简要的探讨。

【关键词】航空电子故障预测健康管理在飞机故障的造成因素中，电子系统产生的故障已经占据了总比重的百分之四十以上，并且对电子系统进行维修所消耗的时间占据总飞机维修时间的三分之一。

由此可见，航空电子系统的重要地位，这就逐渐凸显出了航空电子故障预测与健康管理技术的重要性。

同以往的航空电子故障诊断技术相比较而言，故障预测与健康管理技术是一种更加先进和高效的技术，这一技术已经被广泛的应用于航空电子系统之中，并且逐渐成为航空电子系统中主流故障诊断技术。

一、故障预测与健康管理技术（PHM）的概述所谓的故障预测与健康管理技术（PHM），是指用于监控和预测电子系统功能发挥的程度和状态，对构成航空电子系统的零部件的使用寿命、故障类型进行监督和预测，并且能够根据预测的结果进行有效的决策的一种技术[1].PHM技术能够对整个电子系统进行全方位的监督和预测，是一种更加智能化的动态监测系统，不仅能够在很大程度上减少对电子系统进行监测的时间，减少人力物力的投入，同时还能大幅度的降低维修费用，提高经济效益。

另外，对于提升战备的完好率和任务的完成率也发挥出了重要的作用。

二、故障预测与健康管理技术的主要实现方法在整个故障预测与健康管理技术中，故障监测被作为核心的任务和内容，当前我国的航空电子的故障监测与健康管理技术主要是通过以下几种方法来实现的：（一）利用预警电路法对电子系统故障进行监测与管理同正常的电路相比较，预警电路法监测的故障发生期要提早一段时间，而这段时间主要被应用于接收报警信号，并且能够在第一时间做出应急反映，最大程度的减少电子故障给电子系统造成的损失[2]。

综合化航空电子的系统管理技术

航空电子系统完成的功能也越来越复杂，航空电子已经从原来的分独立的功能子系统逐渐到高度综合化的航空电子系统方向发展，以进一步提升航空电子系统的作战效能。为了使得综合化航空电子的特点是采用开放式、层次化
应用层
高可靠嵌入式实时操作系统
［ｙｗｒｓｎｅｒｔｄｍｏｕａｉｎｃｇｎｒｙｔｍｎｇｍｅｔｒｎｉｌｅｒｔＫｅｏｄｌｉｔｇａｅｄｌａｏｉ；ｅｅａｓｓｍａａｅｎ；ｕｔｂｕｐｎｒｖｌｅｍｅｉ
１概述
随着微电子技术，计算机技术、信息技术的飞速发展，
健康管理监视从资源级综合区级到飞机级的健康状态系统管理负责对整个航空电子系统的资源进行层次化统主要的职责是搜集硬件操作系统应用引起故障与错误一管理实现数据安全透明的交换数据安全管理系统加通过蓝图定义的策略进行故障与错误过滤将上报到同一级载和卸载工作的模式切换故障的检测隔离和恢复和系别的故障管理和上一级别的健康管理提供全系统运行状态统重构
ｆｅａｅｒｈｔｃｒｏｒｓｄｂｎｉｉｕｕｃｏａｎｔ．Ｔｈｓｐｐｒｄｓｕｓｓｔｅｌｙｒｄａｄｍｏｕａｅｉｎｏｅｓｓｅｍａａｅｎｄｅｒｔａｃｉｅｔｅｃｍｐｉｅｙｉｄｖｄａｆｎｔｎｌｕｉｓｄｕｌｉｉａｅｉｃｓｅｈａｅｅｄｌｒｄｓｇｆｔｙｔｍｎｇｍｅｔｎｈｔｃｎｑｅａｅｏｎｅｒｔｄｍｏｌｖｏｉｓｎｄｉｈｏｔｘｆｈａｔｎｔｒｎ，ｆｕｌｍａａｅｎ，ｓｆｔｎａｅｎ，ａｄｓｓｅｅｈｉｕｓｂｓｄｎｉｔｇａｅｄｕａａｉｎｃ，ａｎｔｅｃｎｅｔｏｅｌｍｏｉｏｇａｔｎｇｍｅｔａｅｙｍａｇｍｅｔｎｙｔｍｒｈｉ

飞机航电系统故障分析方法与故障诊断技术探讨王畅

飞机航电系统故障分析方法与故障诊断技术探讨王畅发布时间：2021-10-27T02:59:04.871Z 来源：《中国科技人才》2021年第20期作者：王畅[导读] 目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，现阶段民航飞机的日常地面维护工作中，绝大多数的飞机航电系统故障问题，都是经过对LRU系统的更换，或者LRM组件的更换，有效排除故障问题。

沈阳飞机工业（集团）有限公司辽宁沈阳 110000摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，现阶段民航飞机的日常地面维护工作中，绝大多数的飞机航电系统故障问题，都是经过对LRU系统的更换，或者LRM组件的更换，有效排除故障问题。

相对来讲此种故障排除方法，思路较为简单，并未对地面维护人员提出较高的技能要求。

地面维护人员在对故障分析诊断过程中，只需要掌握熟悉的系统原理构造，并且经查阅有关故障系统的手册，通过航电系统的设备故障代码，就能完成系统故障分析及排除。

而飞机航电系统一旦出现故障问题，必然会对飞机的飞行安全造成影响。

同时随着科技水平不断创新，飞机航电系统组成逐步复杂化，简单的人工排查难以快速准确的定位故障。

因此，对航电系统故障诊断技术加以解决，已经成为现阶段的研究重点。

关键词：飞机航电系统；故障分析；故障诊断引言飞机航电系统故障关系到飞机的安全飞行，因此加强对航电系统故障的分析与诊断是提高飞机安全运行、提高航空事业快速发展的重要技术。

随着飞机制造技术的不断发展，飞机航电系统越来越复杂，因此掌握科学的故障分析与诊断方法是当前飞机故障检修人员需要面临的主要问题。

1飞机航电系统故障分析1.1导航/通信系统故障飞机航空系统的组件较多，系统内部集成了甚高频导航、多种类型的接收机，能够实现多种信号的处理，在完成信号处理之后能够将其各种信息传送给相应的平台，实现信息的共享和信息需求的支持，是飞机航电系统的重要组成部分。

所以，导航/通信系统故障的常见类型有COM信号收发故障、GPS卫星信号故障以及NA V收发故障。

国外综合诊断、预测与健康管理的发展历程

国外综合诊断、预测与健康管理的发展历程张宝珍引言随着现代武器装备复杂性、综合化、智能化程度的不断提高，为了以更经济有效的方式满足现代战争联合作战和网络中心战等新型作战模式对武器作战效能和敏捷、准确和经济的持续保障能力的需求，综合的故障诊断、预测与健康管理（PHM）技术获得美英等军事强国越来越多的重视和应用。

PHM是对武器系统传统使用的机内测试（BIT）和状态（健康）监控能力的进一步拓展，这种发展的主要技术要素是从状态监控向健康管理的转变，这种转变引入了预测能力，借助这种能力识别和管理故障的发生、规划维修和供应保障，其主要目的是降低使用与保障费用、提高装备系统安全性、战备完好性和任务成功性，实现基于状态的维修（CBM）和自主式保障。

所谓预测，即预计性诊断部件或系统完成其功能的状态，包括确定部件的残余寿命或正常工作的时间长度；所谓健康管理，是根据诊断/预测信息、可用资源和使用需求对维修活动做出适当决策的能力。

PHM代表了一种方法的转变，即从传统的基于传感器的诊断转向基于智能系统的预测，反应性的通信转向主动性的3Rs（即在准确的时间对准确的部位采取正确的维修活动）。

PHM重点是利用先进的传感器的集成，并借助各种算法和智能模型来诊断、预测、监控和管理飞机的状态。

这一技术的实现将使传统的事后维修或定期维修被基于状态的维修（CBM，亦称视情维修）所取代。

PHM技术早在2000年就被列入美国国防部威胁减少局的《军用关键技术》报告中，国防部最新的防务采办文件将嵌入式诊断和预测技术视为降低总拥有费用和实现最佳战备完好性的基础，进一步明确确立了PHM技术在实现美军武器装备战备完好性和经济可承受性方面的重要地位。

目前，PHM已成为美国国防部采购武器系统的一项要求。

一、预测与健康管理技术的发展演变过程PHM技术的演变过程是人们认识和利用自然规律过程的一个典型反映，即从对故障和异常事件的被动反应，到主动预防，再到事先预测和综合规划管理。

武器装备故障预测与健康管理系统的关键技术

设备或程序在运行中偶发的、常驻的、预定状态，测非非检表现为“ 未见故障” ３；）异常：武器装备偏离预定规定功能
范围的状态，表现为功能降级；）故障：４武器装备不能执行
规定功能的状态，现为功能丧失；）损坏：器装备故障表５武
和多Ａｇｎ技术等。ｅｔ自动推理决策的主要功能是产生更换、修活动的建维
武器装备健康评估与故障预测技术研究主要包括：１）武器装备健康状态评估指标体系研究；）武器装备健康２状态评估模型研究；）武器装备故障预测方法研究。其研３
的武器装备维修决策支持系统，实现维修决策的自动生成
和维修资源的统一调配。
在健康评估和故障预测的基础上，合各种可利用的结资源，提供一系列的维修保障决策以实现系统的视情维修。建立基于ＰＨＭ的武器装备维修决策支持系统，够分析能
分析为基础，究典型故障模式、化规律、障机理，立研演故建
别和管理故障的发生、规划维修和供应保障，主要目的是其降低使用与保障费用，高装备系统安全性、提战备完好性和任务成功性，实现基于状态的维修（Ｂ和自主式保障。ＣＭ）
量关系。通过武器装备系统建模和故障模式、响及危害影性分析（ＭＥＡ）确定主要的故障机理及其对应的监测数ＦＣ，

飞机航电系统故障分析方法与故障诊断技术探讨

飞机航电系统故障分析方法与故障诊断技术探讨摘要：随着我国航空工业的快速发展，航空安全电子系统的广泛应用和技术发展对保护航空安全至关重要。

因此，对发生航空飞机电子控制系统故障的原因分析和应急处理，以及对电子系统故障发生原因的及时调查分析，已逐渐成为当前我国航空工业飞机电子技术应用发展问题研究的重要学术课题，对航空飞机的安全维护运行管理具有重要指导意义。

在此文的基础上，本文首先深入分析了航空工业电子系统安全故障，总结了常用的我国航空工业电子系统安全故障分析诊断对策方法，并就此提出了一套合理化的故障对策，以利于促进当前我国航空工业电子系统的安全健康发展。

关键词：飞机；航空电子设备；系统故障；故障诊断一、引言基于传统的方式处理问题方法很简单，并且对企业相关技术人员没有很高的专业技术水平要求。

地面设备维护技术人员只是就需要充分熟悉系统的工作原理和系统结构，就常见的设备故障及时分析参考各种相关的设备故障管理系统维护手册，并根据系统手册文件中的各种设备常见故障系统代码进行分析和判断排除各种设备常见故障。

二、故障分析（一）导航/通讯系统错误飞机航空系统具有许多组件，并且可以通过集成VHF导航和各种类型的接收器来实现各种信号处理。

信号处理完成后，可以将各种信息传输到相应的平台，以共享信息并获取信息。

需求支持是飞机航空电子系统的重要组成部分。

因此，常见的导航/通讯系统错误类型包括COM信号收发器错误，GPS卫星信号错误和NAV收发器错误[1]。

（二）飞行仪表显示系统错误由于飞行仪表显示系统中的传感器种类繁多，因此有必要对飞机的各种信号进行准确的显示，并将这些数据传输到中央集成系统，以便准确地掌握飞机的姿态和各种参数。

但是，由于传感器操作环境的复杂性，某些链接的问题将影响飞机的飞行。

（三）发动机参数指示系统故障飞机的主要支撑是发动机，发动机的吸气压力，水箱温度和温度对飞机的运行有重大影响。

作者的经验表明，在飞机运行期间，链接会影响飞机的运行，因此常见的引擎参数显示错误主要是由内部软件错误或各个模块之间的错误引起的[2]。

故障预测与健康管理技术在航空装备领域的应用

（）对ＪＦ用户和维修人员的益处３Ｓ总资产可视化：在状态屏幕上可浏览所有资产或部件的完
好状态。
２ＰＭ技术在国外航空装备上的应用现状Ｈ
ＰＭ技术早在２０Ｈ００年就被列人美国国防部威胁减少局的《军用关键技术》报告中，国防部最新的防务采办文件将嵌人式
力单元等。３）前线测试成套设备领域目前部队在前线保障通行的做法是每个独立武器系统或装

参检查仪等几十种地面检测设备，后勤规模较大。５）现有的故障预测主要是以故障数作为统计依据。通过定期或非定期地统计产品的故障数，结合历史信息和技术指标，
动性的３ｓ即在准确的时间对准确的部位采取正确的维修活Ｒ（
故障信息可实时传输给地面，加地面维护人员维修准备增
时间，减少后勤延误时间，高维修效率。提（）减少测试设备和测试模块２减少中继级和基层级测试设备，至取消基层级测试设备；甚减少系统研制和验证过程中３％的专用保障设备；５对常规起降
展前线测试成套设备的研制工作。
４开展航空装备ＰＨＭ技术应用的建议
１）故障预测与状态监控领域
在新开发的武器系统上嵌入故障预测能力，研制开发单个
研究前线测试成套设备作为机内测试（Ｉ）ＢＴ的有益补充，实现飞机关键部位或设备的在线监控、测试和诊断能力，索实现探作战战场的后方测试保障的集成以及遥测测试。主要是：开展维修级别分析（Ｌ，ＲＡ）确定哪些设备需要采用ＢＴ或外部前线Ｉ测试成套设备在现场进行修理；障资源的种类和数量的确定，保尽可能保证所有资源在各种功能的设备间合理分配；能的实功现，包括测试功能和非测试功能。测试功能包括监控、测试和诊

故障预测与健康管理技术综述

第２４卷第１期２０１０年１月电子测量与仪器学报ＪｏＵＲＮＡＬｏＦＥＬＥＣＴＲｏＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭ匮ＮＴＡＮＤＩＮｓＴＲＵＭＥＮＴ场￡２４Ｎｏ．１·ｌ·ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１１８７．２０１０．００００１故障预测与健康管理技术综述彭宇刘大同彭喜元（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，哈尔滨１５００８０）摘要：本文介绍了故障预测与健康管理技术（ｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓａｎｄｈｅａｌｔｈｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＰＨＭ）的基本概念和研究内涵，重点对故障预测体系结构、方法、相关标准以及国内外研究现状进行了综合论述和分析，总结了当前的研究热点和存在的技术难点，展望了未来研究发展趋势。

关键词：故障预测与健康管理；故障预测：剩余寿命；预测中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０３０Ａｒｅｖｉｅｗ：ＰｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓａｎｄｈｅａｌｔｈｍａｎａｇｅｍｅｎｔＰｅｎｇＹ，ｕＬｉｕＤａｔｏｎｇＰｅｎｇＸｉｙｕａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｌｍｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｔｏｐｉｃｓｏｆｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓａｎｄｈｅａｌｔｈｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（ＰＨＭ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓ，ｍｅｔｈｏｄｓ，ｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓｉｎＰＨＭｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｆｔｅｒｃｏｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｈｏｔｓｐｏｔｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ，ｗｅｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｆｒｏｍａｃａｄｅｍｉｃａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｆｉｅｎｄｏｆｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓａｎｄｈｅａｌｔｈｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓａｎｄｈｅａｌｔｈｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓ；ｒｅｍａｉｎｉｎｇｕｓｅｆｕｌｌｉｆｅ；ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ１引言随着现代科技Ｔ业技术尤其是信息技术的迅速发展，在航空、航天、通信、工业应用等各个领域的工程系统日趋复杂，大量复杂系统的复杂性、综合化、智能化程度不断提高。

航空电子系统故障预测及健康管理探究

航空电子系统故障预测及健康管理探究摘要：现在，航电系统已经发展成为分布式综合航电系统，由专用的海量存储模块负责数据存储，其他模块通过机载总线从海量存储模块获取或记录数据。

因此，有必要对航空电子系统的分布式存储技术进行研究。

关键词：航空；电子系统；故障预测；健康管理；引言到目前为止，航空航天系统经历了四个阶段。

在它不断发展的过程中，它不仅在功能上更强大，而且在性能上更优越。

一方面，这些显着的进步提高了其使用效果，另一方面也给机载电子系统的错误检查带来了困难。

从现阶段的分析来看，传统的内置测试(位)和脱机测试都是以“治未病”顺序为基础的。

这种测试方法本身有很大的局限性。

测试中出现较高的误报率会导致重大问题，例如安全风险增加和维护成本增加。

为提高机载电子系统的效率，改变以往的检测模式，形成综合实时检测、故障预警和健康诊断的故障预测和健康管理(PHM)，成为机载电子系统的当前趋势。

1故障预测和全方位诊断方法框架近年来，许多专家对电子系统故障检测技术进行了广泛的研究和实验，总结了一些实用方法。

电子系统的设计既多又复杂，因此有各种故障诊断和预测设计。

对于复杂多样的电子系统，嵌入式软件诊断技术应与外部硬件设备诊断技术相结合。

软件漏洞的识别取决于关键技术，如内部测试、营销规划和自我测试。

设备有不同的诊断方法，因此需要根据故障特性设计相应的详细算法。

内外施工方法均可提高电子系统的实时性和准确性，快速准确地确定故障位置，去除故障单元，获得最佳测试点。

2电子系统开发存在的障碍⑴电子技术的广泛应用，要求尽可能减少每条线路的开发访问量。

传统的电子系统开发方案主要包括输水系统的开发和“Ｖ”型开发路径的开发。

大致分为“设计－硬件－软件－设计－最终产品”，很明显，这种方法只适用于小型系统的开发。

“Ｖ”型开发程序主要由“原型－加速控制程序－代码目的”“做－循环－仿真－校准”组成。

在开发过程中，软件和蓝图同时运行。

大型系统构建模型在全球层面并不缺乏，只在地方层面可见，并增加发展成本。

航空机电系统综合技术发展

航空机电系统综合技术发展摘要：航空科技是保障国家安全、推动我国经济发展的重要力量。

自从2008年开始，民航事业有了很大的推动与发展，我国的旅客流量也有了很大的增长，到目前为止，伴随着航班客容量的持续增长，同时也涌现了许多新见解、新成果、新方法与新技术。

与世界上发达的国家的航空机电产业水平进行比较，我国也在追赶，并且由于国家发展战略的关注，未来的发展空间巨大。

关键词：航空机电系统；航空产业发展；综合技术；引言航空机电复合化控制结构是将机电、电子、信息、计算机技术联系在一起。

因此有了第一代航空电子系统，然后在其分立式航空电子控制结构的基础上，完成了信息交互，从而建立了联合式结构，进而朝着数字化的方向发展。

由于该产业逐步完成了跨领域的连接与应用，使得飞行器的操控精度、安全系数得到了全面提高。

随后，第三代和第四代的机电技术发展迅速，它们也真的实现了集信息技术、通讯、显示、无线连接等功能的综合运用。

从目前的航空器来看，它们的表现十分出色。

一、机电系统综合技术应用现状1.军用飞机机电系统综合化技术当前的军用航空飞行器具有综合化、多电化的特点，它的系统具体包含了以下内容：分布式供电系统、动力与热管理系统（组合动力 T/EMM）、风扇函道散热器、内置起动发电机、电液作动器（EHA）、电储能器等。

在这些系统当中，组合动力、电液作动器、风扇函道散热器等都是最先使用的。

动力与热管理系统将辅助动力系统、应急动力系统、环境控制系统、燃油系统、电源系统等有机结合起来，它将辅助动力/应急动力设备的压气机、涡轮、环境控制系统的涡轮以及切换磁阻起动/发电机整合到一个轴上，它通过一种磁性轴承来支持，转子的速度可以达到很高的数值，这样可以减少其质量与尺寸，同时还可以增加其稳定性，这样的动力热管理系统就可以将涡轮的机械系统和动力管理系统结合起来。

消除了为维护供电和制冷而进行的地面支援运输工具，使其可以在全航程范围为主要引擎供电，为航空器供电，并在主要系统出现问题时为其供电。

航空电子系统预测与健康管理(PHM)设计研究

航空电子系统预测与健康管理（PHM）设计研究作者：张海涵来源：《河南科技》2020年第08期摘要：PHM技术在航空电子系统中的应用将成为新一代作战飞机故障诊断体系的研究重点，必须进行综合、深入的研究。

本文探讨了航空电子系统PHM在驱动自主保障系统中的作用，研究了航空電子系统PHM的设计内容，细致分析了航空电子系统PHM各层次的设计思路，这对最终实现航空电子系统PHM的全面应用具有指导意义。

关键词：PHM;航空电子系统;设计;维修保障中图分类号：V243;V267 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2020）08-0043-03Avionics System Prediction and Health Management （PHM） Design and ResearchZHANG Haihan（Wuhu State-owned Machinery Factory， Wuhu Anhui 241000）Abstract： The application of PHM technology in avionics systems will become the research focus of the new generation combat aircraft fault diagnosis system， and comprehensive and in-depth research must be carried out. This paper explored the role of avionics system PHM in driving autonomous support systems， studied the design content of avionics system PHM， and analyzed the design ideas of each level of avionics system PHM in detail， which could ultimately achieve the full application of avionics system PHM It is instructive.Keywords： PHM;avionics system;design;maintenance support预测与健康管理（PHM）系统具有智能检测、故障诊断、趋势预测、健康评估、数据采集、数据监控、数据管理和决策支持等功能。

工况驱动的设备故障预测与健康管理

工况驱动的设备故障预测与健康管理一、工况驱动的设备故障预测与健康管理概述工况驱动的设备故障预测与健康管理（Prognostics and Health Management, PHM）是一种先进的技术，旨在通过实时监测和分析设备在运行过程中的状态，预测潜在的故障并采取相应的维护措施，以确保设备的可靠性和延长其使用寿命。

这种技术对于提高生产效率、降低维护成本和避免意外停机具有重要意义。

1.1 工况驱动的设备故障预测与健康管理的核心概念工况驱动的设备故障预测与健康管理的核心概念包括故障预测、健康管理、实时监测和维护决策。

故障预测是指通过分析设备运行数据，预测设备可能发生的故障类型和时间。

健康管理是指对设备的整体健康状况进行评估和管理，以确保设备在最佳状态下运行。

实时监测是指利用传感器等技术手段，实时收集设备的运行数据。

维护决策是指根据故障预测和健康管理的结果，制定合适的维护策略。

1.2 工况驱动的设备故障预测与健康管理的应用领域工况驱动的设备故障预测与健康管理技术的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 航空航天：预测飞机发动机等关键部件的故障，确保飞行安全。

- 工业制造：监测生产线上的机械设备，减少生产中断和提高产品质量。

- 能源行业：监控风力发电机、太阳能板等能源设备的运行状态，提高能源利用效率。

- 交通运输：预测汽车、火车等交通工具的关键部件故障，保障运输安全。

二、工况驱动的设备故障预测与健康管理技术的发展工况驱动的设备故障预测与健康管理技术的发展是一个不断演进的过程，涉及到多个学科和技术的融合。

2.1 技术发展背景随着工业4.0和智能制造的兴起，设备故障预测与健康管理技术得到了快速发展。

现代工业生产对设备的可靠性和维护效率提出了更高的要求，这促使了PHM技术的发展和应用。

2.2 关键技术工况驱动的设备故障预测与健康管理技术的关键技术包括：- 传感器技术：高精度和高灵敏度的传感器用于实时监测设备状态。

航空领域军机的机电产品的故障预测和健康管理技术综述 +

航空领域军机的机电产品的故障预测和健康管理技术综述数字集成电路设计与可靠性作业目录1.前言 (3)2.主题 (3)2.1.国外飞机机电系统PHM的发展情况 (3)2.2.国内飞机机电系统PHM的发展情况 (7)2.3.当前军机机电系统PHM的主要体系结构 (8)2.4.军机机电系统PHM的主要建模方法 (9)2.5.飞机PHM系统建模 (10)2.6.飞机典型部件PHM系统建模分析及试验验证 (11)2.7.军机通用PHM平台 (14)2.8.实现PHM的支撑技术 (16)3.总结 (17)4.参考文献 (17)5.致谢 (17)1.前言随着现代武器装备复杂性、综合化、智能化程度的不断提高，为了以更经济有效的方式满足现代战争联合作战和网络中心战等新型作战模式对武器作战效能和敏捷、准确和经济的持续保障能力的需求，综合的故障诊断、预测与健康管理(PHM)技术获得美英等军事强国越来越多的重视和应用。

为适应未来作战环境的需要，根据未来新一代战机的具体技术和新时期对维修保障的需求，研究新的故障诊断体系和技术方法是十分必要的。

美军在联合攻击战斗机JSF提出的预测与健康管理(Prognosticsand Health Management，PHM)就是这样的技术。

而飞机的机电系统是飞机的成员级的重点组成部分，飞机机电系统引入PHM概念是很有必要的。

PHM是由机上部分(简称机载PHM)和机下部分(简称机下PHM)构成的一体化系统。

其中，机载PHM是以提高系统可靠性、可用性和安全性为目的，可在无需人工或者外部设备参与的情况下，利用先进的传感器(如涡流传感器、小功率无线综合微型传感器、无线微机电系统MEMS)的集成，并借助各种算法(如Gabor变换、快速傅里叶变换、离散傅里叶变换)和智能模型(如专家系统、神经网络、模糊逻辑等)，来完成飞机健康状态的全方位实时监测、故障检测和隔离以及故障预测，为实现系统重构提供信息，同时将健康状态信息提供给机下的自主式保障信息系统(ALIS)，从而实现预测维修和自主式维修保障目的。

综合模块化航空电子系统的故障预测与健康管理技术

综合模块化航空电子系统的故障预测与健康管理技术杨德才【摘要】The avionics system is one of the most vital factors which can affect performance of modern planes and it is very important for research of the fault prognostic and health management(PHM)technology to ensure the safety of the avionics sys⁃tem and the whole plane. According to the integrated modular development tendency of the avionics system,a PHM system is proposed for open type and modular architecture. The hierarchical function allocation of avionics system is utilized in this paperto design the architecture of the PHM system and the related technology detail by the analysis of the critical subsystems. The analysis result shows that the designed PHM system can meet the demands of standardization,hierarchy,modularization and openness of avionic systems.%航空电子系统是保障现代飞机性能的非常关键因素之一，对其开展故障预测及健康管理技术的研究是保证飞机安全性的重要课题。

PHM技术评估报告

报告编号：XXXXXXPHM技术评估报告报告人：XXXX单位：北交大计算机学院时间：2016年11月13日目录1、技术介绍...................................................................... 错误!未定义书签。

1．1 PHM技术.......................................................... 错误!未定义书签。

1．2 PHM技术在动车组的应用现状.................. 错误!未定义书签。

1．3 PHM技术在动车组的发展趋势.................. 错误!未定义书签。

2、技术评价...................................................................... 错误!未定义书签。

2．1技术创新度评价 .............................................. 错误!未定义书签。

2．2技术经济指标先进程度................................. 错误!未定义书签。

2．3技术难度和复杂度.......................................... 错误!未定义书签。

2．4技术重现性和成熟度 ..................................... 错误!未定义书签。

2．5对推动科技进步和提高市场竞争力作用.. 错误!未定义书签。

2．6经济效益和社会效益 ..................................... 错误!未定义书签。

3、评估总结...................................................................... 错误!未定义书签。