载人航天器自主故障诊断与预测技术研究进展综述

载人航天器的自主化和智能化使其探索空间和飞行任务范围不断扩展,是主动应对未来太空军民融合领域变革的重要手段。对载人航天器自主健康管理技术这一热点领域的研究进行了综合评述,并对未来研究进行了展望。首先,在阐述载人航天器自主健康管理技术基本概念的基础上提炼了其体系框架;其次,分析总结了载人航天器自主故障诊断与预测技术的研究现状;然后,探讨了研究进展与挑战;最后,从故障机理、智能技术和预测评估三个层面对发展趋势进行展望。综述表明,失效机理和故障模型都还需持续进行研究,以混合智能技术为核心的自主故障诊断与预测技术有望取得突破,进一步发展面向可重复使用载人航天器的准确诊断和预测技术。     

故障诊断技术方法综述及展望

机械的控制系统发生故障对整个机械设备发生故障有很大影响,而且控制系统中应用的故障诊断方法与机械设备状态监测所应用的故障诊断方法相类似。因此,作者对故障诊断技术目前的状况进行了分析和总结,重点讨论了故障诊断技术在上述两个方面应用的主要方法,并加以比较,提出了在这一领域中值得进一步研究的一些问题和将来的发展方向。     

机动装备状态监测与故障诊断技术的研究

现代军事的发展促使机动装备状态监测与故障诊断技术的研究显得极为重要，从状态监测、故障诊断和趋势预测三个方面对状态监测与故障诊断技术的现状与趋势分析进行研究，从而推动这一技术的快速发展。     

基于状态监测与信息融合的雷达装备故障趋势预测

针对现代雷达故障诊断和预测中与装备故障相关的信息很多及故障趋势难以预测的问题,在分析常用故障趋势预测方法的基础上,提出了基于状态监测与信息融合的雷达装备故障趋势预测模型,研究了不同信息运用FMECA、FTA、故障案例等方法进行归一化处理的方法.该方法充分利用信息之间的冗余性和互补性,以期提高故障预测的可靠性和精确度,使...     

基于模型的系统级故障诊断与预测推理技术

针对装备状态监控和故障预测推理的需求,提出不同的诊断推理模型。首先,提出了基于二值相关性模型的快速推理算法,采用Vx Works平台对方法进行了验证评估。然后,针对应用过程中存在的时延、故障耦合等现象,提出了动态诊断模型。在此基础上,提出了考虑故障预测的诊断和预测一体化诊断推理模型,对推理运算方法进行了阐述,开发了仿真验证软件。以某卫星电源系统为例进行了验证,结果显示模型具有故障诊断和预测能力,能实现故障诊断和预测的一体化推理。     

某型导弹故障模式自动识别系统研究

针对某型步兵战车导弹制导控制系统的维修问题,在研究了诊断对象故障特点和故障机理的基础上,运用单片机技术,电子测量技术,智能故障诊断技术,频率因子、相位因子和幅度因子相结合的分析技术以及运用在线测试和动态比较法实现了故障模式的自动判断与识别,研制了自动、快速、实时和在线检测与故障诊断设备,并详细地给出了系统故障诊断的具体实现过程。     

机电系统故障—时间应力的关联分析技术研究

时间应力测量装置技术是一种测量和存储各种应力数据以及对这些数据进行挖掘与分析的技术。简要介绍了时间应力的基本概念及其研究应用的发展历程。在此基础上,提出了基于故障模式、影响及应力分析(FMESA)的时间应力与机电系统故障的定性关联分析方法和基于多元logistic回归的定量关联分析方法。最后,以某型航空地平仪为对象进行了案例研究。案例分析结果表明,文中提出的时间应力与机电系统故障的关联分析方法能分析出影响系统性能的关键应力因素,为机电系统的故障诊断及故障预测提供基础。     

火控系统故障预测与健康管理技术

故障预测和健康管理(PHM)技术具有故障诊断、故障预测以及健康管理的功能,对降低火控装备维修成本、增强火控系统的完备性以及提高火控系统管理效率具有重要意义。根据通用火控系统发展现状及应用需求,将PHM技术引入到火控系统中。首先介绍了PHM技术原理和国内外发展现状,重点讨论了PHM关键技术和通用火控系统PHM体系结构。最后展望了火控系统PHM技术的发展趋势。     

某型步兵战车导弹综合集成智能故障诊断系统

针对某型步兵战车导弹武器系统的测试与诊断问题,在研究了诊断对象测试参数、故障特点和故障机理的基础上,运用单片机技术、电子测量技术和智能故障诊断技术,研制了集参数测试、技术维护、故障诊断与维修于一体的某型步兵战车导弹武器系统综合集成智能故障诊断设备,设备具有对步兵战车导弹武器系统的自动、快速、实时和在线检测与故障诊断的功能。详细地给出了系统的设计与具体的实现过程。     

基于馈电信息的故障诊断技术研究

综合运用馈电信息基本理论,提出了一个基于馈电信息的故障诊断技术.该技术通过对馈电信息的比较、分析,从而实现对工作状态的监测和故障的检测;通过检测、分析馈电相关的频谱或相关的模式,实现状态分析和故障定位,完成对电子装备的故障诊断.     

装备预测与健康管理体系结构及关键技术

结合预测与健康管理技术（PHM）在降低装备保障维修费用方面的明显优势,介绍了预测与健康管理技术的内涵及特点,分析了PHM系统的开放式流程,并将该开放式流程应用于装备的故障诊断和预测中,提出一种基于PHM的预测与健康管理体系框架。在此基础上,对诊断与预测技术以及传感器配置算法等关键技术进行了详细阐述,介绍了采用的诊断和预测模型及算法。     

PHM系统及其故障预测模型研究

PHM(Prognostic and Health Management)是装备实现自主保障的一项关键技术.通过对美军联合攻击机PHM系统功能和结构的分析,提出了一种基于扩展FMEA的PHM系统的实现方法,并阐明了其运作原理.在此基础上,引入模糊综合评判这一数学方法建立了PHM系统的故障预测模型.最后以飞机起落架的收放系统为例进行了实例分析.     

故障预测与健康管理技术的应用与发展

基于故障预测与健康管理（Prognostics and Health Management,PHM）系统框架,分析了PHM技术在装备维修保障中的重要意义,概述了PHM技术的发展过程及应用现状,重点讨论了当前故障预测与健康管理所采用的关键技术,包括先进传感器技术、数据传输技术、数据挖掘与信息融合技术、健康评估与故障预测技术、智能推理与决策支持技术等,最后展望了PHM技术的发展趋势。     

基于状态的装备可靠度模型及其应用

为应用基于状态的装备可靠度模型，实现对装备的精确维修，采用了比例风险模型（Proportional Hazards Model，PHM）将装备的年龄信息及检测所得状态信息融入系统的风险函数中。考虑到样本包含截尾数据的情形，应用极大似然估计方法对模型中的参数进行了估计以及相应的模型检验。通过对该方法在一个实际案例中应用的详细分析，验证了方法的可行性。     

面向开放式测试环境的诊断服务系统

为了将诊断与测试分离,提高TPS与诊断推理机制的复用性,采用组件技术构建面向开放式测试环境的诊断服务系统,并详细阐述了诊断模型描述方法和诊断推理服务组件的实现技术。以XML作为诊断模型描述语言,通过数据访问接口进行诊断模型数据与知识的交互,在模型管理服务的基础上,进行高级的推理和控制服务。     

非线性转子系统碰摩现象的动力学仿真

针对一类非线性转子系统 ,建立了碰摩模型。在此基础上 ,通过模型的动力学仿真分析 ,研究了非线性碰摩转子系统的同频、倍频、分频、拟周期和混沌振动及其出现特点。其中揭示的振动特征对转子系统的状态识别与诊断具有一定的意义     

考虑机内测试诊断的维修任务模型及算法

机内测试设备（Built—in Test Equipment,BITE）在复杂系统中的应用越来越多,由于BITE诊断存在不确定性,就可能导致无效的维修．采用一种考虑BITE诊断不确定性的维修任务选择模型及其求解算法,以在一定置信水平下获得最佳的维修方案．首先,给出了考虑BITE诊断不确定性的维修任务选择问题的假设条件,建立了非线性的、离散的随机机会约束规划模型．其次,设计了求解随机机会约束规划模型的一种基于随机模拟的粒子群算法,包括粒子的表示、适应度函数、更新公式、算法框架等．最后,给出了具体实例,证明了模型与算法的有效性．该模型适用于管理人员在考虑BITE诊断不确定性的情况下做出合理的维修任务选择决策．     

舰载电子装备综合测试诊断体系结构研究

针对电子装备三级维护需求,结合舰载电子装备保障实践,系统地阐述了舰栽电子装备综合测试诊断工程的工作思路,分析了舰载电子装备测试性设计、测试诊断工具、电子交互式技术手册等各诊断要素设计内容,提出了现场级、中继级与基地级测试诊断系统框架,并说明了综合测试诊断技术发展趋势.     

Virtools环境下虚拟装备行为控制方法

为解决当前基于Virtools的装备虚拟训练系统中外观模型与机理模型紧密耦合所导致的模型开发效率低、不可重用的问题,分析了虚拟装备仿真模型结构,提出了一种基于Virtools消息机制的虚拟装备行为控制方法,实现了机理模型与外观模型相互分离、彼此独立的开发和维护,提高了模型的可维护性和可重用性。基于该方法开发的“某高炮虚拟训练系统”,已推广至军事院校的教学、训练,其验证了该方法的可行性。     

一种改进的MCM算法

平均曲率运动模型(MCM)是基于偏微分方程的图像处理模型的一种,具有明确的几何意义.提出了模型中退化扩散项的精确计算方法,并采用了两种新的方向估计方法.实验证明了新方法所得的结果优于原方法.