[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

本發明涉及一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法和系統。方法包括：將飛機操縱系統中的各個操縱機構分別等效為自由度；將自由度等效為質量塊，構建各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”值是否大于健康閾值：若大于，則判定飛機操縱系統處于非健康狀態，反之，則處于健康狀態。本發明所提供的方法和系統，彌補了現有技術不能對飛機操縱系統的健康狀態進行精確預測的空白。

技術領域

本發明涉及飛機健康狀態預測技術領域，特別是涉及一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法和系統。

背景技術

飛機健康狀態監測能夠及時地發現飛機可能存在的使用或安全問題，對飛機關鍵系統的健康狀態進一步進行評估，在預測其發展的基礎上，合理安排飛機的運營和維護活動，以減少非計劃維修時間發生，提高飛機的安全性和使用效率。雖然健康狀態監測與預測系統已逐步開始應用，但距離工程實用還有一定的差距。

現有的用于飛機健康監測的方法有兩種，一種是利用集成的現今傳感器/驅動器網絡，在線實時地獲取與飛機健康狀態有關的信息，結合先進的信息處理方法和力學建模方法識別飛機的健康狀態和故障。另一種是首先選擇飛機健康特征參數，通過對健康特征參數的識別和分析，對飛機系統進行健康管理。對于故障預測技術的分類，可以大致歸結為三種類型：基于模型、基于模式識別和狀態評估、基于統計可靠性的故障預測技術。但是目前國內外關于飛機操縱系統的健康狀態監測和預測研究較少，并沒有一種完整的方法能夠對飛機操縱系統的健康狀態進行精確預測的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法，以彌補現有技術不能對飛機操縱系統的健康狀態進行精確預測的空白。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種預測飛機操縱系統健康狀態的方法，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。

可選的，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。

可選的，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。

可選的，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：