一种机载维护与健康管理仿真系统及仿真方法技术方案

本发明专利技术涉及民用航空技术领域，具体涉及机载维护与健康管理系统的仿真领域，其公开了一种机载维护与健康管理仿真系统及仿真方法，该机载维护与健康管理仿真系统包括机载系统仿真单元、机载维护与健康管理系统仿真单元；本发明专利技术的仿真系统及仿真方法通过对真实机载系统中各系统的功能和状态进行联合仿真，进而可以为机载维护与健康管理仿真单元提供机载系统的功能参数和状态信息，让整个仿真系统更真实和贴近真实故障现状，为机载维护与健康管理系统的技术研发提供更可靠的分析。系统的技术研发提供更可靠的分析。系统的技术研发提供更可靠的分析。

【技术实现步骤摘要】
一种机载维护与健康管理仿真系统及仿真方法


[0001]本专利技术涉及民用航空
，具体涉及机载维护与健康管理系统的仿真领域，尤其涉及基于多系统联合仿真的一种机载维护与健康管理仿真系统及仿真方法。

技术介绍

[0002]飞行数据在民用航空领域有着非常重要的作用，不仅可以用于飞行事故的分析，还可以用于判定飞行品质、诊断机载设备或系统的故障，对飞行数据的合理分析可以降低飞行阶段机载设备或者系统的故障率，充分提高飞行安全。
[0003]随着现代飞机飞行数据量的增加，机载维护与健康管理系统承担起预测监测与预测飞机系统趋势的任务。航空公司可以通过机载维护与健康管理系统监控飞机系统的性能，并进行维护数据的趋势分析。由于机载维护与健康管理系统可以有效地提高飞机的可靠性、安全性和维护性，从飞行安全角度以及航司的经济性角度来讲，机载维护与健康管理系统具有非常重要的作用。所以对机载维护与健康管理系统的研究就显得尤为重要。
[0004]目前，对机载维护与健康管理系统的研究主要通过仿真平台的方式开展，通过定制状态监控参数和逻辑实现对飞机状态的监控，通过对飞机各系统的参数仿真，以及参数及状态监控逻辑的编辑，可以总结状态监控所需的参数并优化监控模型。建立信号仿真激励器，按照大型客机的安全监控需求和参数评价体系，仿真实现各种类型的信号输出。对各系统的参数影响与耦合关系进行研究，实现参数之间的耦合输出，来支撑对健康管理系统的系统设计和机载实现。
[0005]现阶段对机载系统的仿真，主要集中于对机载系统的功能仿真，对各系统的状态参数以及故障信息则局限于基于基础事件的故障逻辑的仿真，基础事件则主要通过教员台或者控制软件直接设置来实现，这种情况下对机载各系统的状态及故障仿真，只能验证机载各系统的故障逻辑，并不能反映真实飞行状态下的系统状态，基于机载各系统仿真数据的机载维护与健康管理系统的仿真与验证也就无法实现对飞机状态监控、故障及趋势预测的详尽覆盖。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种机载维护与健康管理仿真系统，该机载维护与健康管理仿真系统通过对真实机载系统中各系统的功能和状态进行联合仿真，进而可以为机载维护与健康管理仿真单元提供机载系统的功能参数和状态信息，让整个仿真系统更真实和贴近真实故障现状，为机载维护与健康管理系统的技术研发提供更可靠的分析。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种机载维护与健康管理仿真系统，包括机载系统仿真单元、机载维护与健康管理系统仿真单元；所述机载系统仿真单元用于根据对应的真实机载系统，对真实机载系统的各种状态参数以及各种故障信息进行仿真，并对对应飞行状态下的真实机载系统状态进行仿真；
所述机载维护与健康管理系统仿真单元用于根据对应的真实机载维护与健康管理系统，基于真实机载维护与健康管理系统的人机交互综合管理机制、中央维护功能、飞机状态监控功能、数据加载功能、页面设计以及维护数据报文格式，建立真实机载维护与健康管理系统的仿真测试环境与页面的动态仿真，完成相关的仿真与性能测试。
[0008]优选的技术方案，所述机载系统仿真单元包括基础事件仿真模块、数据转换模块、教员控制模块、系统功能仿真模块；所述基础事件仿真模块，用于依据对应的真实机载系统的故障树，分析出对应故障的基础事件，并对基础事件进行归类，再根据不同类型的基础事件建立对应的模型，进行仿真；基础事件仿真模块用于对故障树中的基础事件所属的元器件或设备的其物理特性建模，仿真故障树中基础事件所属的元器件或设备在机载环境下的运行状态，将基础事件的产生与元器件或者设备的物理特性相结合，更接近真实运行环境下的故障生成逻辑。
[0009]所述数据转换模块，用于依据对应的真实机载系统的故障树、设备技术参数以及相关的技术标准，对基础事件仿真模块的仿真结果进行运算，并输出对应基础事件状态至系统功能仿真模块；该模块内置故障树、元器件或者设备ICD文件以及元器件或者设备的相关技术标准，通过关键字识别基础事件，获取基础事件的仿真结果，结合接口控制文件和相关技术标准对仿真结果进行判断，得出基础事件的状态信息。
[0010]所述教员控制模块设置有界面；在该界面可输入基础事件仿真模块未覆盖的故障信息或者状态参数，并将该故障信息或者状态参数激励输出至系统功能仿真模块，与基础事件仿真模块产生的基础事件状态耦合；所述系统功能仿真模块，用于依据对应的真实机载系统的真实运行逻辑进行功能仿真，产生定义的接口数据，并依据数据转换模块和教员控制模块产生的基础事件状态进行故障逻辑运算，产生机载维护与健康管理系统仿真单元需要的故障参数值或故障状态信息。
[0011]优选的技术方案，所述基础事件仿真模块通过ANSYS仿真软件构建对应真实机载系统的基础事件的故障，并输出对应故障的故障状态信息、故障参数值。
[0012]优选的技术方案，所述基础事件仿真模块可输出的故障状态信息包括线缆丧失、器件超温，所述基础事件仿真模块可输出的故障参数值包括器件温度。
[0013]优选的技术方案，所述教员控制模块可通过设置激励对传感器的元器件级别的故障进行仿真。
[0014]优选的技术方案，系统功能仿真模块为基于Simulink软件的仿真。
[0015]优选的技术方案，所述机载维护与健康管理系统仿真单元包括综合管理模块、维护访问终端、驾驶舱效应仿真模块、显示终端；所述综合管理模块用于接收系统功能仿真模块生成的故障参数值或故障状态信息并进行数据处理，对驾驶舱效应仿真模块进行统一调度管理；所述维护访问终端用于将对应真实机载维护与健康管理系统的监控逻辑仿真加载给机载维护与健康管理系统仿真单元，并可查看机载维护与健康管理系统仿真单元产生的维护报告；所述驾驶舱效应仿真模块用于接收综合管理模块处理过的故障参数值和故障状态信息，依据对应真实机载维护与健康管理系统的驾驶舱效应进行逻辑仿真，生成仿真的
驾驶舱效应；所述显示终端用于接收综合管理模块输出的故障参数值和故障状态信息、以及驾驶舱效应仿真模块输出的驾驶舱效应，并进行人机交互显示。
[0016]优选的技术方案，所述机载维护与健康管理系统仿真单元还可外接便携式维护访问终端。
[0017]本专利技术还提供一种机载维护与健康管理仿真方法，其包括以下步骤：基础事件仿真模块依据对应的真实机载系统的故障树，分析出对应故障的基础事件，并对基础事件进行归类，再根据不同类型的基础事件建立对应的模型，进行仿真；数据转换模块依据对应的真实机载系统的故障树、设备技术参数以及相关的技术标准，对基础事件仿真模块的仿真结果进行运算，并输出对应基础事件状态至系统功能仿真模块；在教员控制模块通过界面输入基础事件仿真模块未覆盖的故障信息或者状态参数，并将该故障信息或者状态参数激励输出至系统功能仿真模块，与基础事件仿真模块产生的基础事件状态耦合；系统功能仿真模块依据对应的真实机载系统的真实运行逻辑进行功能仿真，产生定义的接口数据，并依据数据转换模块和教员控制模块产生的基础事件状态进行故障逻辑运算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载维护与健康管理仿真系统，其特征在于：其包括机载系统仿真单元、机载维护与健康管理系统仿真单元；所述机载系统仿真单元用于根据对应的真实机载系统，对真实机载系统的各种状态参数以及各种故障信息进行仿真，对真实机载系统的各种系统进行功能仿真，并对对应飞行状态下的真实机载系统状态进行仿真；所述机载维护与健康管理系统仿真单元用于根据对应的真实机载维护与健康管理系统，基于真实机载维护与健康管理系统的人机交互综合管理机制、中央维护功能、飞机状态监控功能、数据加载功能、页面设计以及维护数据报文格式，建立真实机载维护与健康管理系统的仿真测试环境与页面的动态仿真，完成相关的仿真与性能测试。2.根据权利要求1所述的一种机载维护与健康管理仿真系统，其特征在于：所述机载系统仿真单元包括基础事件仿真模块、数据转换模块、教员控制模块、系统功能仿真模块；所述基础事件仿真模块，用于依据对应的真实机载系统的故障树，分析出对应故障的基础事件，并对基础事件进行归类，再根据不同类型的基础事件建立对应的模型，进行仿真；所述数据转换模块，用于依据对应的真实机载系统的故障树、设备技术参数以及相关的技术标准，对基础事件仿真模块的仿真结果进行运算，并输出对应基础事件状态至系统功能仿真模块；所述教员控制模块设置有界面；在该界面可输入基础事件仿真模块未覆盖的故障信息或者状态参数，并将该故障信息或者状态参数激励输出至系统功能仿真模块，与基础事件仿真模块产生的基础事件状态耦合；所述系统功能仿真模块，用于依据对应的真实机载系统的真实运行逻辑进行功能仿真，产生定义的接口数据，并依据数据转换模块和教员控制模块产生的基础事件状态进行故障逻辑运算，产生机载维护与健康管理系统仿真单元需要的故障参数值或故障状态信息。3.根据权利要求2所述的一种机载维护与健康管理仿真系统，其特征在于：所述基础事件仿真模块通过ANSYS仿真构建对应真实机载系统的基础事件的故障，并输出对应故障的故障状态信息、故障参数值。4.根据权利要求3所述的一种机载维护与健康管理仿真系统，其特征在于：所述基础事件仿真模块可输出的故障状态信息包括线缆丧失、器件超温，所述基础事件仿真模块可输出的故障参数值包括器件温度。5.根据权利要求4所述的一种机载维护与健康管理仿真系统，其特征在于：所述教员控制模块可通过设置激励对传感器的元器件级别的故障进行仿真。6.根据权利要求5所述的一种机载维护与健康管理仿真系统，其特征在于：系统功能仿真模块为基于Simulink软件的仿真。7.根据权利要求6所述的一种机载维护与健康管理仿真系统，其特征在于：所述机载维护与健康管理系统仿真单元包括综合管理模块、维护访问终端、驾驶舱效应仿真模块、显示终端；所述综合管理模块用于接收系统功能仿真模块生成的故障参数值或故障状态信息并进行数据处理，对驾驶舱效应仿真模块进行统一调度管理；
所述维护访问终端用于将对应真实机载维护...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，
申请(专利权)人：商飞软件有限公司，
类型：发明
国别省市：