一种飞行器健康管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种飞行器健康管理系统及方法，涉及阵地测试技术领域，包括：数据库管理模块，其用于存储多个型号飞行器的故障门限诊断标准；数据采集模块，其用于采集、解析及输出飞行器的实际运行数据；综合分析应用模块，其用于根据故障诊断模型对实际运行数据和故障门限诊断标准进行处理得到故障诊断结果；若故障诊断结果为飞行器未发生故障，则根据故障预测模型和健康度评估模型对实际运行数据分别进行处理得到故障预测结果和健康评估结果。本发明专利技术可实现对不同型号、不同通信方式的飞行器的运行数据管理、故障诊断、故障预测、以及健康水平评估等功能，进而实现飞行器类装备全寿命周期的健康管理。周期的健康管理。周期的健康管理。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器健康管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及阵地测试
，具体涉及一种飞行器健康管理系统及方法。

技术介绍

[0002]国外在20世纪90年代末引入民用领域的视情维修，作为一项战略性的装备保障策略，其目的是对装备状态进行实时或近实时的监控，根据装备的实际状态确定最佳维修时机，以提高装备的可用度和任务可靠性。
[0003]同时，高速数据采集、大容量数据存储、高速数据传输和处理、信息融合、微机电系统(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，MEMS)和网络等信息技术和高新技术的迅速发展，意味着允许在装备中完成更多的数据存储和处理功能，以消除过多依赖地面站来处理信息的需求，为提高故障预测与健康管理(Prognostics Health Management，PHM)能力创造了条件。近年来，PHM技术受到各国广泛关注，各方都在积极采取各种方式加速这类军民两用技术的开发和利用。
[0004]国外高度重视导弹武器故障诊断和健康管理技术研究。例如针对导弹武器不同任务的剖面的温度、湿度、冲击、振动、电磁等环境对导弹的性能影响进行研究，拟通过导弹武器不同任务环境应力监测实现导弹武器的PHM管理。
[0005]我国在保障能力上未引起足够重视，但是近年来愈发重视提高飞行器等设备的PHM能力，因此需要进行相关研发。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提出一种飞行器健康管理系统及方法，可以对飞行器进行故障诊断、故障预测及健康管理。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]一种飞行器健康管理系统，该飞行器包括多个零部件，多个零部件的类型包括部件和关联该部件的零件；所述飞行器健康管理系统包括：
[0009]数据采集模块，其用于采集、解析及输出多个型号飞行器的实际运行数据；
[0010]综合分析应用模块，其用于将飞行器正常运行时和任一部件发生故障时的实际运行数据作为有监督标签数据，通过逻辑斯谛回归模型对有监督标签数据进行训练得到健康度评估模型，以及用于选定部件在特定故障模式下的多个零件作为关键变量，通过故障注入试验获取在特定故障模式下一定时间段内关键变量的实时运行数据，并对其进行训练得到故障预测模型；
[0011]综合分析应用模块还用于根据预存的故障诊断模型对实际运行数据进行处理得到故障诊断结果；若故障诊断结果为飞行器未发生故障，根据健康度评估模型和故障预测模型对实际运行数据分别进行处理得到健康评估结果和故障预测结果。
[0012]优选的，实际运行数据包括指令数据、运行轨迹数据、姿态数据以及环境数据。
[0013]优选的，所述飞行器健康管理系统还包括：
[0014]数据库管理模块，其用于存储多个型号飞行器的实际运行数据、管理数据、故障门限诊断标准、故障诊断模型、健康度评估模型以及故障预测模型；
[0015]管理数据包括型号数据和系统配置数据。
[0016]优选的，所述综合分析应用模块还用于根据每个型号飞行器的管理数据分别构建基于故障树的故障诊断模型，故障诊断模型包括与飞行器关联的每个部件的部件诊断模型。
[0017]优选的，综合分析应用模块判断飞行器发生故障时，利用实际运行数据和故障门限诊断标准的比对结果定位故障部件，根据故障部件调用相应的部件诊断模型，对关联于部件诊断模型的故障树依次进行横向遍历和纵向遍历得到多个零件，利用实际运行数据和故障门限诊断标准的比对结果从多个零件中定位故障零件，根据故障部件和故障零件生成所述故障诊断结果。
[0018]优选的，数据采集模块包括CPCI机箱，其用于连接飞行器的数据输出接口；
[0019]数据采集模块采集实际运行数据的方式包括实时采集和离线导入。
[0020]一种飞行器健康管理方法，该飞行器包括多个零部件，多个零部件的类型包括部件和关联该部件的零件；所述飞行器健康管理系统包括：
[0021]预先配置多个型号飞行器的故障诊断模型；
[0022]将飞行器正常运行时和任一部件发生故障时的实际运行数据作为有监督标签数据，通过逻辑斯谛回归模型对有监督标签数据进行训练得到健康度评估模型；
[0023]选定部件在特定故障模式下的多个零件作为关键变量，通过故障注入试验获取在特定故障模式下一定时间段内关键变量的实时运行数据，并对其进行训练得到故障预测模型；
[0024]采集、解析及输出多个型号飞行器的实际运行数据；
[0025]根据预存的故障诊断模型对实际运行数据进行处理得到故障诊断结果；若故障诊断结果为飞行器未发生故障，根据健康度评估模型和故障预测模型对实际运行数据分别进行处理得到健康评估结果和故障预测结果。
[0026]优选的，所述飞行器健康管理方法还包括：
[0027]存储多个型号飞行器的实际运行数据、管理数据、故障门限诊断标准、故障诊断模型、健康度评估模型以及故障预测模型；
[0028]管理数据包括型号数据和系统配置数据。
[0029]优选的，根据每个型号飞行器的管理数据分别构建基于故障树的故障诊断模型，故障诊断模型包括与飞行器关联的每个部件的部件诊断模型
[0030]优选的，根据预存的故障诊断模型对实际运行数据进行处理，具体包括：
[0031]判断飞行器发生故障时，利用实际运行数据和故障门限诊断标准的比对结果定位故障部件，根据故障部件调用相应的部件诊断模型，对关联于部件诊断模型的故障树依次进行横向遍历和纵向遍历得到多个零件，利用实际运行数据和故障门限诊断标准的比对结果从多个零件中定位故障零件，根据故障部件和故障零件生成所述故障诊断结果。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0033]可实现对不同型号、不同通信方式的飞行器的运行数据管理、故障诊断、健康水平评估以及故障预测等功能，实现对飞行器的健康管理。
附图说明
[0034]图1为本专利技术实施例中飞行器健康管理系统的模块示意图。
[0035]图2为本专利技术实施例中飞行器健康管理方法的流程示意图。
具体实施方式
[0036]以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0037]飞行器包括多个零部件，多个零部件的类型包括部件和关联该部件的零件，即每个部件的工作状态受多个零件影响，多个零件可以是构成部件的零部件，也可以是与部件有连接或接触关系的零部件，对部件进行健康管理时需结合与其关联的零件的健康度进行健康评估。同一零部件既可以分类为部件，也可以分类为零件。
[0038]如图1所示，本申请提供一种飞行器健康管理系统，包括：
[0039]数据采集模块1，其用于采集、解析及输出多个型号飞行器的实际运行数据。多个型号飞行器的通信方式可以不同，实际运行数据采集后需解析后再输出给综合分析应用模块3。
[0040]综合分析应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器健康管理系统，该飞行器包括多个零部件，多个零部件的类型包括部件和关联该部件的零件；其特征在于，所述飞行器健康管理系统包括：数据采集模块，其用于采集、解析及输出多个型号飞行器的实际运行数据；综合分析应用模块，其用于将飞行器正常运行时和任一部件发生故障时的实际运行数据作为有监督标签数据，通过逻辑斯谛回归模型对有监督标签数据进行训练得到健康度评估模型，以及用于选定部件在特定故障模式下的多个零件作为关键变量，通过故障注入试验获取在特定故障模式下一定时间段内关键变量的实时运行数据，并对其进行训练得到故障预测模型；综合分析应用模块还用于根据预存的故障诊断模型对实际运行数据进行处理得到故障诊断结果；若故障诊断结果为飞行器未发生故障，根据健康度评估模型和故障预测模型对实际运行数据分别进行处理得到健康评估结果和故障预测结果。2.如权利要求1所述的飞行器健康管理系统，其特征在于，实际运行数据包括指令数据、运行轨迹数据、姿态数据以及环境数据。3.如权利要求1所述的飞行器健康管理系统，其特征在于，所述飞行器健康管理系统还包括：数据库管理模块，其用于存储多个型号飞行器的实际运行数据、管理数据、故障门限诊断标准、故障诊断模型、健康度评估模型以及故障预测模型；管理数据包括型号数据和系统配置数据。4.如权利要求3所述的飞行器健康管理系统，其特征在于，所述综合分析应用模块还用于根据每个型号飞行器的管理数据分别构建基于故障树的故障诊断模型，故障诊断模型包括与飞行器关联的每个部件的部件诊断模型。5.如权利要求4所述的飞行器健康管理系统，其特征在于，综合分析应用模块判断飞行器发生故障时，利用实际运行数据和故障门限诊断标准的比对结果定位故障部件，根据故障部件调用相应的部件诊断模型，对关联于部件诊断模型的故障树依次进行横向遍历和纵向遍历得到多个零件，利用实际运行数据和故障门限诊断标准的比对结果从多个零件中定位故障零件，根据故障部件和故障零件生成所述故障诊断结果。6.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳丽，宋长哲，张红，秦春，许卫国，熊朝羽，陈旭，陈芳，余竞轩，艾迪，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：