隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,如何發(fā)展基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的新一代故障預測與健康管理（PHM）技術(shù)成為了當今航空技術(shù)領域研究的方向。論文以某航空公司A320機隊航電系統(tǒng)中的空調(diào)系統(tǒng)為典型代表,研究基于多特征的航電系統(tǒng)壽命預測方法。論文針對現(xiàn)有航電空調(diào)系統(tǒng)壽命預測方法進行了深入調(diào)研,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有方法無法在航空公司大規(guī)模應用的原因是在于存在先驗知識不足和異常數(shù)據(jù)歸類困難兩方面問題。選擇確定快速存取記錄器（QAR）數(shù)據(jù)中描述空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)作為監(jiān)控參數(shù),引入邏輯回歸與小波神經(jīng)網(wǎng)絡兩種方法分別對大型客機空調(diào)系統(tǒng)狀態(tài)退化進行評估,并對兩種方法的實驗結(jié)果進行了對比分析,指出了兩種方法在客機空調(diào)系統(tǒng)退化狀態(tài)評估中存在的不足以及無法大規(guī)模投入實際維修的原因。針對現(xiàn)存問題提出了基于改進改進模糊C均值聚類（Fuzzy-C Means）算法的客機空調(diào)系統(tǒng)退化評估算法。該算法通過基于距離的方法評估飛機空調(diào)數(shù)據(jù)與正常狀態(tài)之間的差距從而得到狀態(tài)退化量,有效的解決了其他基于多特征的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法存在的先驗知識不足的問題。使用無監(jiān)督最優(yōu)模糊聚類算法,解決了在處理如飛機空調(diào)系統(tǒng)的復雜系統(tǒng)時,難以將異常數(shù)據(jù)歸為同一類別的問題。結(jié)合航空公司實... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

PHM體系結(jié)構(gòu)

中國民航大學碩士學位論文8圖1.2航電系統(tǒng)示意圖因此本文從航電系統(tǒng)中的飛機空調(diào)系統(tǒng)部分入手，并根據(jù)航空公司實際需求，開展了對空調(diào)系統(tǒng)健康管理方法的研究�，F(xiàn)有的航電系統(tǒng)退化狀態(tài)評估方法往往可以有效的將飛行數(shù)據(jù)中的正常狀態(tài)與異常狀態(tài)區(qū)分開來。本文概述了在解決航電系統(tǒng)退化狀態(tài)評估問題時常用的基于邏輯回歸與基于神經(jīng)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)驅(qū)動的評估方法。這些方法通過將訓練數(shù)據(jù)分為正常、異常兩類進行特征提取，學習正常、異常兩類數(shù)據(jù)的特征，評估測試數(shù)據(jù)到這兩種特征的相似程度從而實現(xiàn)退化狀態(tài)評估。這些方法對于單個部件的退化狀態(tài)評估問題能夠得到優(yōu)越的結(jié)果，但空調(diào)系統(tǒng)屬于多個部件組成的復雜系統(tǒng)。對于單個部件而言，故障原因往往較為單一，但對于復雜系統(tǒng)而言故障原因多種多樣，簡單的將數(shù)據(jù)分為正常、異常兩種狀態(tài)進行訓練是不可取的。因此使用現(xiàn)有的退化狀態(tài)評估方法往往難以得到理想的結(jié)果。除此之外，現(xiàn)有的航電系統(tǒng)退化狀態(tài)評估方法雖然可以有效分類正常、異常數(shù)據(jù)，但對于系統(tǒng)的前期退化并不敏感。為了實現(xiàn)預測式維修，往往需要盡早發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，而現(xiàn)有方法由于評估方法的原因無法很好的處理正常狀態(tài)與故障狀態(tài)之間的下降狀態(tài)。相較于基于航空公司基于健康管理平臺的數(shù)據(jù)超限告警，基于退化狀態(tài)評估的方法并不能實現(xiàn)提前告警，預測系統(tǒng)存在的故障。因此現(xiàn)有方法往往在實際生產(chǎn)中難以大規(guī)模應用。針對現(xiàn)有的航電系統(tǒng)退化狀態(tài)評估方法存在的問題，本文提出了基于改進FCM算法的客機空調(diào)系統(tǒng)狀態(tài)退化評估算法。該方法通過引入FCM算法使用基于距離的方法進行評估，有效解決了現(xiàn)有方法中存在的先驗知識不足的問題。并使用無監(jiān)督FCM算法進行模型建立，確保其在復雜系統(tǒng)狀態(tài)退化評估問題上的準確性。

中國民航大學碩士學位論文12圖2.1大型客機空調(diào)系統(tǒng)原理圖制冷系統(tǒng)是整個空調(diào)系統(tǒng)的核心，其主要包括以下功能：控制空調(diào)組件引氣量；降低空氣溫度；控制空調(diào)組件出口空氣溫度、壓力、濕度。制冷系統(tǒng)主要包括：空調(diào)/引氣控制面板，流量控制關(guān)斷活門，兩級熱交換器，空氣循環(huán)機，沖壓空氣系統(tǒng)，低溫限制系統(tǒng)，水分離系統(tǒng)。飛機在飛行時通過發(fā)動機引氣，在地面時使用地面氣源車或APU引氣。來自氣源系統(tǒng)的引氣首先經(jīng)過流量控制關(guān)斷活門，由活門控制到達組件的引氣流量。熱空氣進入空調(diào)系統(tǒng)先通過初級熱交換器與沖壓空氣進行熱交換。后進入空氣循環(huán)機（AirCycleMachine，ACM）中的壓縮機進行壓縮。引氣經(jīng)過流量控制后到達主級熱交換器，與沖壓空氣進行熱交換后空氣。A320使用的空氣循環(huán)機為三輪空氣軸承式空氣循環(huán)機。三輪指壓氣機，渦輪和葉輪風扇。使用空氣絕熱膨脹做功帶動渦輪，帶動壓氣機、葉輪風扇工作。經(jīng)過壓氣機后空氣再通過次級熱交換器與沖壓空氣進行熱交換。次級熱交換的功能與主級熱交換器的功能類似，將從ACM壓氣機出口的增壓空氣與沖壓空氣進行熱交換，由沖壓空氣帶走熱量，降低增壓空氣的溫度。隨后空氣通過再加熱器與冷凝器使氣體溫度在露點附近波動，使氣體中的水分在通過冷凝器后凝結(jié)在水分離器的外壁上，從而得到干燥空氣防止飛機部件遭到侵蝕。得到

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]電子系統(tǒng)的故障預測與健康管理技術(shù)研究[D]. 許麗佳.電子科技大學 2009

碩士論文
[1]飛機熱交換器性能監(jiān)測與分析方法研究[D]. 杜林穎.天津工業(yè)大學 2019
[2]民用飛機空調(diào)系統(tǒng)健康評估與故障診斷方法研究[D]. 李超役.南京航空航天大學 2018
[3]基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的航電系統(tǒng)故障預測與健康管理技術(shù)研究[D]. 尚文芹.西安電子科技大學 2015



本文編號：3259149