[发明专利]一种飞行器健康管理方法及系统

说明书

本发明公开了一种飞行器健康管理方法及系统，涉及航空航天技术领域，用于实现：通过将飞行器各个子系统的故障监测、故障诊断、影响评估、故障预测等，及其相应的处理措施和后勤保障的安排等综合为一个对飞行器健康状况的综合管理系统。本发明的有益效果为：根据一定的故障征兆预测故障发生时间、故障模式等，提高飞行器维修保障、正确实施视情维修、降低飞行器故障发生率。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种飞行器健康管理方法及系统。

背景技术

随着航空航天技术的发展，飞行器的安全性与可靠性，以及飞行器后勤保障体系的高效和经济性等越来越成为发展航空航天技术无法回避的问题。美国联邦航空局和国家运输安全委员会的统计数据表明，过去17年来全世界飞行事故有24％是由飞行器子系统和部件的故障引起，26％是由飞行失控引起，而很大一部分飞行失控是由硬件和系统的故障引起的，此外，航空航天工业也面临着巨大的经济压力，航空公司每年在飞行器后勤保障上花费310亿美元，平均每一个小时的飞行时间要有12个小时的后勤保障时间。

为提髙飞行器的可靠性与安全性，降低成本，如何建立一套飞行器地面健康管理系统是当务之急。

发明内容

为至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种飞行器健康管理方法及系统，通过将飞行器各个子系统的故障监测、故障诊断、影响评估、故障预测等，及其相应的处理措施和后勤保障的安排等综合为一个对飞行器健康状况的综合管理系统。

本发明解决其问题所采用的技术方案第一方面是：一种飞行器健康管理方法，其特征在于，包括以下步骤：状态监测步骤，建立异常监测库以及设置监测参数范围，通过采集飞行器飞行参数来判断是否发生异常；健康评估步骤，建立健康行为模型和健康评估算法，通过对飞行控制系统实时输出参数与所述健康行为模型输出的结果基于所述健康评估算法进行比较，获得当前飞行控制系统健康状态评估结果；故障预测步骤，采集飞行器设备信息，根据所述飞行器设备信息对飞行器损伤判定、退化状态识别以及剩余使用寿命预测，得到预测故障发生的概率及时间；维修管理步骤，建立数据库用于存储和管理飞行器历史数据和状态信息，基于上述三个步骤的输出结果对对应飞行器进行分析研究，生成维修方案。

有益效果：根据一定的故障征兆预测故障发生时间、故障模式等，提高飞行器维修保障、正确实施视情维修、降低飞行器故障发生率。

根据本发明第一方面所述的，建立异常监测库具体包括：建立报警监测条件，并进行逻辑化处理得到基于判定条件的决策树。

根据本发明第一方面所述的，健康评估步骤还包括：根据飞行控制系统各个组件互相影响因素设置对应的故障模式，用以建立健康模式表；对各个所述健康模式进行逐一仿真，获取对应健康模式下的响应数据以构成神经网络训练样本空间；对所述神经网络训练样本空间进行逐一训练生成对应所述健康模式的健康行为模型；将多个所述健康行为模型进行整理得到常态系统模型；基于健康评估算法对飞行控制系统指定测试点数据向量进行评估，结合所述常态系统模型输出的结果进行对比对比分析，获得当前飞行控制系统健康状态评估结果。

根据本发明第一方面所述的，故障预测步骤还包括：采集飞行器历史记录数据和对应的状态条件，基于神经网络进行建模，获取历史记录数据和预测输出状态之间的映射模型；对飞行器进行故障测试，根据测试信息与所述历史记录数据基于所述映射模型进行比较、匹配与评估，将匹配度最高的所述历史记录数据对应的已知状态设置为飞行器当前状态，根据所述飞行器当前状态进行故障预测。

根据本发明第一方面所述的，损伤判定包括：采集飞行器指定时间段的观测数据，对所述观测数据进行相空间重构并建立局部线性模型；根据所述发局部线性模型估计跟踪函数并构建跟踪矩阵，其中跟踪矩阵包括对慢变损伤和工况变化进行跟踪；使用模态分解方法将慢变损伤的变化趋势从所述跟踪矩阵中分离出来，得到损伤演化过程。