航空电子系统故障预测与健康管理技术研究

深圳航空有限责任公司　何　奇

航空电子系统故障预测与健康管理技术研究

深圳航空有限责任公司何奇

随着科技的不断提升，我国在航天事业上得到了广泛的发展，这些成绩的取得与航空电子系统有着密不可分的关系。对航空电子系统的故障进行预测与健康管理，是一件十分重要的事情，这样不仅可以保障我国航空电子系统的质量问题，同时，还可以促进我国航空事业的快速发展。近几年来，我国又新兴起了一种航空电子故障预测与健康管理技术，也简称PHM技术，这是一种可以进行高效检测与管理的技术，在对航空电子进行故障预测和健康管理方面起着十分重要的作用。本文就是对航空电子系统的故障预测和健康管理技术进行深入研究和探讨，希望可以对航空电子系统未来的发展做出贡献。

航空电子系统；故障预测；健康管理

给飞机造成故障的原因各种各样，单单是在电子系统方面产生的故障就已经占据了总数的40%以上，而且针对这些电子系统的维修情况，它们所消耗的时间就已经占据了维修时间总数的1/3。由此我们可以看出，航空电子系统的地位不容小觑，所以对航空电子故障进行预测与健康管理技术十分的重要。相较于以往的诊断技术而言，目前采用的故障预测与健康管理技术，更加的高效以及先进，因此被广泛的应用在航空电子系统的领域之中，而且已经逐渐成为了航空电子系统中的主流技术。

1 故障预测与健康管理技术的概述

故障预测和健康管理技术，实际上就是指，那些被用来进行监控和预测的电子系统，功能发挥的程度如何，接着预测出构成航空电子系统的零件的使用寿命，然后，依据预测的结果进行有效的处理。健康管理技术的作用域特别广，可以对整个电子系统做出预测，可以称得上是一种非常智能化的系统，从某种意义上来说，它不仅可以减少监测的时间以及人力和物力的付出，同时，还可以在很大程度上减少维修的费用，进而提高经济效益。还有一点就是，这种技术对于提高工作效率也起到了极大的作用，可以有效的提升任务的完成率。

2　故障预测与健康管理技术的主要实现方法

在航空电子的故障预测与健康管理技术中，故障监测可以说是核心任务，我们所有的措施都是围绕这一话题进行，当下，我国的航空事业主要通过以下的几种方案得以实现：

2.1利用预警电路法对电子系统故障进行监测与管理

和那些正常的电路相比，用预警电路法对故障进行监测，可能发生的时间要提前一会，而提前的这段时间通常都是用于，接受警报信号，使其可以在第一时间内就做出迅速的反应，在很大程度上，降低了由于发生故障，而给电子系统带来的损失。采取预警电路法监测电子系统中的故障，一般都是通过以下的两种方法。

（1）在初始阶段，预警电路法和普通的电路在可靠性方面是不存在区别的，在其他方面的区别在于，预警电路法大大的增加了使用的负担，这样做可以使预警电路能够更早的发生故障，提前于正常的电路。实现这种方法，通常需要通过一些途径来完成，譬如，减少预警电路的线路半径，进而来提升电路的电流密度，在这种做法之下，我们会发现，预警电路产生的热量高于正常的电路，因此，预警电路比正常电路提前发生故障也就不难理解。

（2）提供和正常电路一样的工作环境给预警电路，只不过要使预警电路的起始寿命更短一些，可以通过一些措施来实现，譬如，电迁移，或者是辐射损伤等。这种做法虽然简单，但是效果却十分显著，可以同上一种方法达到一样的目标，即提前产生故障。

2.2利用累积损伤模型对电子系统的故障进行监测与管理

累积损伤模型，其实是指在失效的物理模型的基础上建立起来的，关于各种载荷，或者是各种会造成损伤程度的模型。简单来说，就是对一些电子系统已经使用过的寿命进行探讨和研究，然后利用所得信息，计算出电子系统还能剩余多少寿命。需要注意的是，一旦我们建立起了累计损伤模型，就可以对电子系统周期内的所有荷载进行分析，包括全部机械、物力以及化工等方面的载荷，分析之后，还可以自动评估电子系统的损伤程度，以及估算去剩余的使用寿命。累积损伤模型，它不仅可以感知到来自外界的温度、湿度、压力等，还可以针对这些条件进行有效的计算，然后通过估测电子系统剩余的寿命长短，来分析电子系统产生的故障。

2.3利用监测特征参数法对电子系统故障进行监测与管理

监测特征参数法，不难理解，就是指依照电子系统本身就具备的功能和特点，对可以较好反映出系统性能的特征参数，进行必要的监测措施。监测特征参数法可以把得到的信息经过一定的程序处理，然后针对处理后的数据，还可以进行有效的分析，从而对电子系统的各种故障做出预测。但是，我们在采取监测特征参数法来进行预测工作时，一定要非常注意，电子系统本身就存在一些特点，所以，在筛选参数的时候，一定要按照严格的要求进行选取，只有这样，我们才可以保证，监测特征参数法不仅可以对收集的数据和信息进行有效的分析，还可以有效的推测出电子系统的故障类型。

2.4利用综合法对电子系统的故障进行监测与管理

虽然就目前而言，我国航空电子故障预测与健康管理技术已经得到了广泛的发展和应用，而且，有越来越多的高效方法被研究出来，来应对航空电子系统的故障预测和健康管理。但是，我们必须清醒的意识到，凡事有利弊，我们必须要知道每种方法都是存在一定的缺陷的，至今为止，人们依然还在寻找更加高效的方案，进而提高航空电子故障预测和健康管理技术，在这种形式的推动之下，出现了综合法这一理论，也就是把多种方法结合在一起讨论。譬如，我们可以上文提到的把监测特征参数法和累积损伤模型这两种方法有效的结合起来，然后想出更加有效的方法，使电子系统的故障预测和管理可以得到更好地发展。

3　总结

综上所述，航空电子的故障预测与健康管理技术，确实发挥了极大的作用，在很大程度上促进了我国航空事业的发展。我们应该在此基础上继续努力，继续前进，争取不断地去完善航空电子故障预测与健康管理技术，挖掘出更多有利条件，为以后的发展奠定良好的基础。放眼未来，航空电子的故障预测与健康管理技术，有着非常宽广的发展前景，所以我们应该利用好这一优势，把我国的航空事业推向巅峰。

［1］景博，黄以锋，张建业.航空电子系统故障预测与健康管理技术现状与发展［J］.空军工程大学学报（自然科学版），2010，5（06）：218-245.

［2］赵宁社，翟正军，王国庆.新一代航空电子综合化及预测与健康管理技术［J］.测控技术，2011，1（23）：88-102.

［3］吴明辉，许爱强，戴豪民.PHM技术在综合航空电子系统中的应用［J］.兵工自动化，2013，4（16）：45-56.