航空电气设备的故障预测与健康管理研究

张宇骏

【摘 要】随着社会的快速发展，我国航空事业发展十分迅速，航空事业的技术水平得到了很大提升，航空电气设备作为航空事业中的重要内容，相关技术人员需要予以重视。现阶段，我国科学技术水平得到了很大提升，推动着航空事业的进一步发展，航空企业需要将故障预测和健康管理技术融入航空事业的发展中，提升航空电气设备的整体质量和综合性能，推动航空事业的进一步发展。文章主要研究了航空电气设备的故障预测与健康管理等方面的内容。

【关键词】航空电气设备；故障预测；健康管理

在科学技术水平快速提升的大背景下，航空领域中电子设备的安全性得到了保障。在航空电子设备使用准备阶段，相关技术人员需要对航空电子设备进行缜密计算和设备检验工作，但其中存在很多故障问题，为了有效地改善这些问题，技术人员需要制定相应的优化措施，积极引进先进的技术，如故障预测与健康管理技术。基于此，文章阐述了故障预测与健康管理的相关内容，故障预测和健康管理技术应用中存在的问题，研究了航空电气设备的故障预测与健康管理。

一、故障预测与健康管理及电子设备状态分类

（一）故障预测与健康管理概述

故障预测与健康管理是传统监控与故障诊断技术的一种发展形态，其拓展了机内测试功能和状态监控能力，主要目标是通过预测能力将技术要素转变为系统或设备的健康管理，及时预测故障发生，以最大限度保障系统装备功能性和安全性。因此，故障预测与健康管理主要包括两方面内容：第一，预测。预测属于结合系统历史性能资料数据，分析系统当前工作状态，并以此为依据诊断系统未来工作性能的一种识别能力；第二，健康管理。根据预测信息作出是否维修决策的一种能力。因此，故障预测与健康管理的实质是转变测试方法，由传统的外部测试发展成为机内测试，经由传感器诊断转变为智能系统预测。随着智能技术的发展，综合诊断理念的运用，故障预测与健康管理体系也越来越完善。

（二）航空电子设备的状态分类

从健康管理角度进行划分，航空电子设备主要分为以下几种：正常，错误，异常，故障和损坏。其中，正常。航空电子设备能够按照预定方式运行，一切指标均在正常范围内；错误。航空电子设备在运行过程中突发性的错误，检测表现为“未见故障”，可能由瞬时环境因素超限，或级联故障引起，是暂时性的、非常驻状态，在引发错误的因素被消除后，设备能够自行恢复或修复；异常，是指产品运行方式与功能不属常态，表现为功能降级。这种情况大多是因为设备内部的一些电路器件敏感于临界外部条件，导致设备偏离预订工作状态。待临界外部条件恢复正常后，设备会自行修复。为避免设备出现异常状态，应该定期对设备进行调整合维护；故障是指产品无法执行规定的功能，表现为功能丧失。设备自身的内在缺陷，或内部电子器件发生损伤是造成功能丧失的主要原因，但外部环境也对故障的产生有一定影响。

二、故障预测和健康管理技术应用中存在的问题

基于航空可靠方面、安全方面与经济方面的要求，航空电气装置的问题预测与健康管理技术越来越受到重视。但是，故障预测和健康管理技术在航空电子设备应用中仍存在很多问题，主要有：第一，诊断范围小，局限于航空电子检测；第二，故障检测率低，虚警率高。如参数漂移故障便难以检测，检测电路出现故障也不能有效检测；第三，故障检测过于依赖地面设备，会增加后勤负担；第四，对于航空电子系统故障的预测主要依赖于原有的故障统计资料，但是事实是基于故障履历档案资料而分析的故障趋势，不能作为系统未来状况的主要评断标准，也不能视为系统实施维修活动的依据；第五，对航空装备进行健康管理这一项功能并未完全实现，实质上只是进行一般的统计信息管理，其主要原因是目前飞机信息管理方式仍然采用传统的地面计算机信息管理，信息均由人工收集和整理，这便意味着航空装备信息管理措施的实施与指向者相同，都是飞机，存在物理上的隔离，且目前数据采集系统也仅仅收集飞机飞行状态参数和既往故障检测结果，因而这种管理方式存在着非实时及管理隔离的问题。

三、航空电气设备的故障预测与健康管理

在现代化社会的发展中，我国航天事业发展十分迅速，故障预测和健康管理技术得到了广泛应用，并发挥着非常重要的作用。但在实际技术应用过程中，仍存在一系列问题，严重影响着航空电气设备的整体质量和使用的安全性。为了提升故障预测和健康管理技术的应用水平，航空企业需要针对实际应用情况，采取合理的优化措施。下文主要介绍了航空电气设备的故障预测与健康管理措施。

（一）利用综合法对电子系统的故障进行监测与管理

随着社会的快速发展，我国航天行业发展十分迅速，故障预测和健康管理技术水平得到了很大提升，且相关学者已研究出很多高效的方法，预测并管理航空电气系统中的故障，但这些方法的应用都存在很多问题。同时，随着人民群众生活质量的提升，大家越来越追求高质量的方法，完善航空电气设备故障预测和健康管理技术，并出现了很多方法融合的理念，如监测特征参数法、累积损伤模型法的有效融合，形成了高效的技术，能够充分发挥出两者的共同作用，实现航空电气设备故障预测和管理的有效性，为航天事业的进一步发展提供技术保障。

（二）监控飞机运行状态

为了提高航空电气设备故障检测水平，技术人员需要做好以下工作：第一，从飞机运行状态监控的角度来看，技术人员需要针对各个电气系统部件，加大预测与健康管理技术的应用力度，实现预测与健康管理技术和电气系统的有效融合，及时检测并分析相关部门和系统运行情况；第二，在检测航空电气设备的过程中，需要重视数据整理工作，将各项数据和信息传输到地面飞机维护人员的手中，确保航空电气设备运行的稳定性，为故障维修提供技术支持。

（三）应用便携式维修辅助设备

在航天事业的发展中，很多新兴技术得到了广泛应用，预测与健康管理技术作为新时期快速发展的技术，为飞机相关部件、机电系统和电子系统的有效连接提供了技术支持，有利于建设通信链。预测与健康管理技术在航空电气设备管理中的应用，不仅能够简化工程流程，还能够及时监控飞机内部检测工作和维修工作，有助于下载飞行数据，为航空事业的快速发展提供保障。

（四）加强前线测试成套设备的研制

在新时期的发展中，飞机维修保养的主要方式是更换并维修故障单元，这就造成了很多特殊系统保障资源浪费问题，这就需要开展维修级别分析、完善测试功能、合理分配并确定保障资源的方式，对故障预测和健康管理技术的诊断能力、在线监控能力进行有效补充。除此之外，技术人员还需要及时更新相关数据，确保电气设备维修工作的可靠性，为飞机运行的安全性提供保障。

四、结束语

综上所述，为了确保航空电气设备运行的安全性，航空企业需要积极引进先进的技术，如故障预测和健康管理技术，这种技术的应用发挥着重要作用，减少了航空企業的维修成本，提高了电气设备的整体性能，在很大程度上推动了航空事业的发展。因此，航空企业需要完善电气设备故障预测和健康管理系统，提高故障预测和健康管理技术的应用水平。

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