[發(fā)明專利]多方法聯(lián)合的航電系統(tǒng)故障診斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510355414.0
• 申請(qǐng)日: 2015-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104915715A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳紅蘭;劉軍;孫有朝;宮淑麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06N3/02
• 分類號(hào): G06N3/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳琛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航電系統(tǒng)故障診斷方法領(lǐng)域，具體為一種基于FTA、BAM、BP三種方法聯(lián)合的航電系統(tǒng)故障診斷方法。

背景技術(shù)

隨著飛機(jī)裝備的智能化和信息化程度越來(lái)越高，需要借助電子系統(tǒng)協(xié)助處理的任務(wù)也將越來(lái)越多，這也將導(dǎo)致由電子系統(tǒng)引起的故障不斷增多。另外，隨著電子系統(tǒng)不斷融入武器系統(tǒng)的核心任務(wù)系統(tǒng)，信息化、智能化程度越高的武器裝備需要電子系統(tǒng)輔助完成的任務(wù)將會(huì)越多，電子系統(tǒng)故障也將大大增加其維修保障問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)航電系統(tǒng)故障診斷問(wèn)題，基本根據(jù)故障手冊(cè)并結(jié)合專業(yè)維修人員的維修經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)航空電子設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)的故障進(jìn)行檢查和維修，這必將導(dǎo)致人的因素成為診斷和維修成功與否的關(guān)鍵因素。此外，由于航電系統(tǒng)中的很多故障是維修人員難以發(fā)現(xiàn)的隱蔽性故障或潛在故障，而這些隱蔽性故障或潛在故障的存在，嚴(yán)重威脅到整個(gè)飛機(jī)的安全性與可靠性，很可能導(dǎo)致嚴(yán)重的飛行事故。

通過(guò)對(duì)目前航電系統(tǒng)故障診斷與維修現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查與研究，雖然智能故障診斷技術(shù)在電子設(shè)備的應(yīng)用方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是應(yīng)用于航電系統(tǒng)故障診斷時(shí)，仍存在一些問(wèn)題，如基于FTA的故障診斷方法，由于知識(shí)庫(kù)的大小會(huì)隨著故障樹(shù)數(shù)據(jù)的增加而變大，同時(shí)系統(tǒng)規(guī)模越大，由最小割集得到的規(guī)則數(shù)量也會(huì)越大，這將導(dǎo)致根據(jù)規(guī)則推理時(shí)，速度會(huì)越來(lái)越慢，不能及時(shí)有效地得出正確的診斷結(jié)果。而基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法具有分布式存儲(chǔ)能力、并行處理性、自學(xué)習(xí)能力等特點(diǎn)，所以受到歡迎，但是也存在一定的局限性，如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂速度會(huì)隨著訓(xùn)練樣本的數(shù)量的遞增而遞減，而且有時(shí)多種故障會(huì)一同發(fā)生，診斷準(zhǔn)確度也會(huì)下降。又如BAM網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，當(dāng)其應(yīng)用于航電系統(tǒng)時(shí)，在選取樣本方面有著諸多要求，如數(shù)量足夠大、樣本的相容性和遍歷性等，純?nèi)斯ふ砗茈y實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)航電系統(tǒng)故障診斷存在的故障定位困難、準(zhǔn)確性和效率性低的問(wèn)題以及單一故障診斷方法存在的局限性，本發(fā)明提供一種多方法聯(lián)合的航電系統(tǒng)故障診斷方法，利用FTA(Fault?Tree?Analysis，故障樹(shù)分析)、BAM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Bidirectional?Associative?Memory，雙向聯(lián)想記憶)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Back-Propagation，反向傳播)三種方法聯(lián)合。分別建立了FTA與BAM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合的故障診斷模型、聯(lián)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷模型。當(dāng)故障現(xiàn)象明顯時(shí)，采用FTA與BAM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合的故障診斷模型，首先利用FTA得到系統(tǒng)的故障模式，分析歸納出BAM的訓(xùn)練樣本，最后BAM通過(guò)聯(lián)想記憶矩陣并行聯(lián)想，得到診斷結(jié)果，此模型保留了FTA對(duì)各種故障事件優(yōu)秀的分析處理能力，而且發(fā)揮了BAM網(wǎng)絡(luò)對(duì)單一或多源故障的快速定位的優(yōu)勢(shì)；當(dāng)故障現(xiàn)象不明顯或者故障實(shí)例庫(kù)沒(méi)有此故障時(shí)，采用聯(lián)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷模型，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采集到訓(xùn)練樣本即電壓、溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，最后利用訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷。兩種故障診斷模型優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，彌補(bǔ)各自的不足之處，能夠快速而有效地診斷出航電系統(tǒng)的各種故障，解決了航電系統(tǒng)故障診斷存在的問(wèn)題，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性和效率性。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

多方法聯(lián)合的航電系統(tǒng)故障診斷方法，當(dāng)故障現(xiàn)象明顯時(shí)，采用FTA與BAM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合的故障診斷模型，首先利用FTA得到系統(tǒng)的故障模式，分析歸納出BAM的訓(xùn)練樣本，最后BAM通過(guò)聯(lián)想記憶矩陣并行聯(lián)想，得到診斷結(jié)果；當(dāng)故障現(xiàn)象不明顯或者故障實(shí)例庫(kù)沒(méi)有此故障時(shí)，采用聯(lián)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷模型，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采集到的訓(xùn)練樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)，最后利用訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷。

進(jìn)一步的，明顯的故障現(xiàn)象包括著火、煙、霧、異味、火花、器件損壞、接口松動(dòng)、零件老化、零件震動(dòng)或抖動(dòng)。

進(jìn)一步的，不明顯的故障現(xiàn)象包括由電源接觸不良或內(nèi)部損壞、短路或斷路造成的肉眼無(wú)法感知的現(xiàn)象。

進(jìn)一步的，所述當(dāng)故障現(xiàn)象明顯時(shí)，采用FTA與BAM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合的故障診斷模型，具體步驟如下：

1-1、建立故障樹(shù)；

1-2、求出最小割集；