[發明專利]一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法和系統

有效

• 申請號: 201911298768.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110991116B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 董旭;郭一涵;馬存寶;佘智宇;姚文鋆
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/25;G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法，其特征在于，包括：

將所述飛機操縱系統中的各個操縱機構分別等效為自由度；

將每一所述自由度等效為一質量塊，構建各所述質量塊的動態動力學模型；

根據各所述質量塊的動態動力學模型，獲取所述飛機操縱系統的遲滯環；

采用基于粒子群優化算法的Preisach模型對所述飛機操縱系統的遲滯環進行擬合，確定所述飛機操縱系統的“死區”值；

設定所述飛機操縱系統“死區”的健康閾值，并判斷所述“死區”值是否大于所述健康閾值：若大于，則判定所述飛機操縱系統處于非健康狀態，反之，則判定所述飛機操縱系統處于健康狀態。

2.根據權利要求1所述的一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法，其特征在于，所述方法還包括：

采用三次指數平滑算法對所述“死區”值的發展趨勢進行預測，繪制所述“死區”值的變化曲線；

根據所述“死區”值的變化曲線，來判定所述“死區”值超出所述健康閾值的時間點；所述時間點即為所述飛機操縱系統處于非健康狀態的預測時間點。

3.根據權利要求1所述的一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法，其特征在于，所述將所述飛機操縱系統中的各個操縱機構分別等效為自由度，包括：

將飛機的駕駛柱機構等效為一個自由度；

將機身內傳動線機構等效為一個自由度；

將機身尾部的框氣密盒組件和框扇形搖臂組件的組合機構等效為一個自由度；

將升降舵中轉軸搖臂組件、與所述轉軸搖臂組件相應的拉桿和升降舵的舵面的組合機構等效為一個自由度。

4.根據權利要求1所述的一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法，其特征在于，所述將每一所述自由度等效為一質量塊，構建各所述質量塊的動態動力學模型，包括：

通過Catia模型分別獲取各所述質量塊的剛度、阻尼系數和質量；

根據所獲取的剛度、阻尼系數和質量，確定各所述質量塊的受力模型；所述受力模型即為所述質量塊的動態動力學模型。

5.根據權利要求1所述的一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法，其特征在于，所述根據各所述質量塊的動態動力學模型，獲取所述飛機操縱系統的遲滯環，包括：

根據各所述動態動力學模型，分別構建各所述質量塊的摩擦力模型；

根據各所述受力模型，分別構建各所述質量塊的間隙模型；

根據所述摩擦力模型和所述間隙模型，獲取所述飛機操縱系統的遲滯環。

6.根據權利要求1所述的一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法，其特征在于，所述Preisach模型所采用的分布函數為高斯函數。

7.一種預測飛機操縱系統健康狀態的系統，其特征在于，包括：

自由度等效模塊，用于將所述飛機操縱系統中的各個操縱機構分別等效為自由度；

動態動力學模型構建模塊，用于將每一所述自由度等效為一質量塊，構建各所述質量塊的動態動力學模型；

遲滯環獲取模塊，用于根據各所述質量塊的動態動力學模型，獲取所述飛機操縱系統的遲滯環；

擬合參數獲取模塊，采用基于粒子群優化算法的Preisach模型對所述飛機操縱系統遲滯環進行擬合，計算“死區”的值；

健康狀態確定模塊，用于設定所述機操縱系統“死區”的健康閾值，并判斷所述最優參數是否大于所述健康閾值：若大于，則判定所述機操縱系統處于非健康狀態，反之，則判定所述機操縱系統處于健康狀態。

8.根據權利要求7所述的一種預測飛機操縱系統健康狀態的系統，其特征在于，所述系統還包括：

“死區”值的變化曲線繪制模塊，用于采用三次指數平滑算法對所述“死區”值的發展趨勢進行預測，繪制所述“死區”值的變化曲線；

時間點預測模塊，用于根據所述“死區”值的變化曲線，來判定所述“死區”值超出所述健康閾值的時間點；所述時間點即為所述飛機操縱系統處于非健康狀態的預測時間點。