淺析航空活塞發(fā)動機故障診斷技術的幾種方法的論文
0引言
現(xiàn)階段，民用和軍用的航空活塞發(fā)動機基本采用的是機械液壓控制力式，除通訊和儀表設備外，較少的使用了電子控制裝置，同時，由于在使用中通常應用人工監(jiān)測和手動記錄的力式，因此，可獲得的準確測量參數(shù)也較少，機務維護檢修主要依靠維護人員的經(jīng)驗和維護手冊提供的排故程序存在排故效率低，排故難的情況，研究數(shù)據(jù)表明:一個經(jīng)驗豐富的維修人員，其判定故障的準確原因及部位的時間要占到整個排故時間的15%-22%，而排除故障的維修工作只占15%-22% ,隨著保障任務量的加大，僅靠專業(yè)技術人員本身的經(jīng)驗已逐漸難以滿足對發(fā)動機進行性能和狀態(tài)監(jiān)控的需要。
航空活塞發(fā)動機故障診斷技術，就是在保持發(fā)動機完好狀態(tài)下，根據(jù)發(fā)動機提供的各種工況信息，依靠先進的技術手段對這些信息進行整理、分析，查明它產(chǎn)生的原因、輕重程度及發(fā)生的部位，然后提出具有針對性的維修力案和處理措施無論在民用還是軍用機務維修保障中.都具有極高的應用價值。
1故障診斷方法分類
故障診斷力法可按照理論及應用技術的不同分為:數(shù)學模型力法、信號處理力法和人工智能力法。
1.1數(shù)學模型力法
通過檢測信號或物理參數(shù)變化，與標準值對比，得出診斷結論該力法由于無法獲取系統(tǒng)的內(nèi)部模型，抗擾能力和魯棒性較差，被現(xiàn)有的新力法所取代常用的力法有:狀態(tài)估計法;參數(shù)估計法;一致性檢驗法。
1.2信號處理力法
利用信號分析理論，挖掘信號內(nèi)部的故障信息，無需建立數(shù)學模型，因此具有較強的`適用性但是，對被診斷系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯信息沒有較好地利用，欠缺推理的知識性，在故障診斷發(fā)展中也受到了一定的限制常用的力法有:基于小波變換的力法;基于輸出信號處理的力法;基于信息融合的力法。
1.3故障診斷專家力法
將知識引入了診斷中，通過一定的智能技術實現(xiàn)了對故障問題的定性和定量分析，大大地提高了故障診斷的水平，也是現(xiàn)今故障診斷技術的熱點和主流力向主要有以下幾種力法:
基于專家系統(tǒng)的診斷力法:模擬專家進行故障診斷的一種人工智能力法但知識獲取的難點問題嚴重影響了該力法的應用。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的診斷力法:通過模擬人體神經(jīng)系統(tǒng)而構建的 一種具有自適應、超高維性、較強非線性的動力學模型但是其所需的樣本基數(shù)較大，復雜系統(tǒng)學習過長等缺點影響了其實際應用。
基于故障樹的診斷力法:通過對被診斷系統(tǒng)建立樹狀邏輯模型，可以清晰明確地推導出引起故障發(fā)生的根源事件具各定性和定量分析能力，可以查看系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯信息，便于挖掘系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)但是，如果被診斷系統(tǒng)過于復雜和龐大時，會對故障樹的建立帶來一定困難，也會導致割集求解困難。
基于案例推理的診斷力法:通過收集被診斷對象同類型的故障案例和試驗階段的故障測試數(shù)據(jù)，存儲到案例庫中，當有新的未知案例發(fā)生時，通過檢索和相似度計算即可查找到對應的處理辦法該力法可縮短診斷的推理路徑，提高診斷效率，無需建立數(shù)學模型和領域知識，易于接受，在實際工程中應用較為廣泛。
基于粗糙集的診斷力法:通過約簡即可得到診斷系統(tǒng)表中各屬性之間的邏輯規(guī)則該力法多和其他智能力法配合使用。
2故障診斷專家方法應用的可行性
由于我國的民用和軍用飛行學院長期大量使用采用活塞發(fā)動機作為動力裝置的初級教練機，因此培養(yǎng)了一大批一線航空活塞發(fā)動機維修的機務和技術人員，積累了大量的專家級的維修和排故經(jīng)驗，而這些寶貴經(jīng)驗是廣大技術人員智慧的結晶，為建立故障診斷系統(tǒng)的知識庫提供了專業(yè)知識和事實數(shù)據(jù)，為故障診斷的人工智能化提供了可能。
基于上述航空活塞發(fā)動機的結構和維護特點，考慮在故障診斷工作中各種人工智能力法的實用性，采用基于故障診斷專家的故障診斷系統(tǒng)，可以將專家與技術人員的經(jīng)驗儲存在計算機中，并且可以將眾人的經(jīng)驗結合起來，更有效的利用，采用合理的推理力式，還可以診斷出以前單個維護人員不能確定的故障，達到更好的診斷效果利用維護人員的經(jīng)驗及排故手冊，生成知識處理和診斷推理模塊，在此基礎上設計出專家系統(tǒng)，可以使用在維護人員的日常維護中，提高航空活塞發(fā)動機的排故率。
3故障診斷專家方法應用的優(yōu)越性
(1)故障診斷專家系統(tǒng)對于實際問題的解決，受外部環(huán)境的影響小。
(2)故障診斷專家系統(tǒng)能減少因人員疏忽而產(chǎn)生的錯、忘、漏現(xiàn)象，降低因疲勞或情緒因素導致的偏差和錯誤，能夠細致周密、快速準確、高效低耗地進行工作。
(3)故障診斷專家系統(tǒng)可使廣大機務維修人員的經(jīng)驗得到充分保留，避免因人員變動、崗位交替而產(chǎn)生的技術流失。
(4)故障診斷專家系統(tǒng)能使航空機務保障系統(tǒng)內(nèi)的不同地區(qū)、單位和部門的各類專業(yè)技術人員的專業(yè)知識和解決問題的能力得以總結、綜合、精練和發(fā)展這使廣大機務維護人員有了一個通力合作及相互參考學習的新場所，將有力地促進了機務保障能力的進一步發(fā)展。
(5)故障診斷專家系統(tǒng)能匯集多個領域眾多專家的知識和經(jīng)驗以及他們相互合作解決問題的能力，因而，它解決問題的能力和知識的廣博常常是單個人類專家所不及的。
4小結
建立故障診斷專家系統(tǒng)在理論上比較成熟，部分民用及軍用航空部門也已開發(fā)和應用了自己的故障診斷系統(tǒng)，但故障診斷專家需要對發(fā)動機故障中各個基本事件發(fā)生概率和原因做出正確的分析及統(tǒng)計.進而準確做出正確的定量分析在實際維修中，要想獲得準確的基本事件所有概率統(tǒng)計是需要一定的時間的，這是一個長期的積累的過程就日前而言，由于收集到的故障記錄和排故記錄還不夠詳盡，制約了故障診斷系統(tǒng)在實際工作中的作用發(fā)揮但隨著系統(tǒng)知識庫的不斷完善，故障診斷系統(tǒng)勢必會體現(xiàn)出其應有的價值。
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