基于机载设备故障诊断方法的研究

杨志远 李宽

摘要：故障诊断，是机械运维工作中的重要组成部分，它具有基础性、多样性以及关联性等特征。基于此，文章以機栽设备为例，着重对常见故障形式和诊断方法进行研究，以达到把握机栽设备维修要点，保障设备应用效率的目的。

关键词：机栽设备;故障诊断;方法归纳

中图分类号：V267 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）12-0107-02

引言

机载设备，是飞机飞行体系中的重要组成部分，它包括：雷达、无线、导航等部分。研究表明：做好日常飞机运维检查工作，可提升飞机的安全指数，减少飞机飞行中的损耗，也保障了电子系统的数据反馈准确率。由此，关于机载设备故障处理要点分析，是深入进行飞机技术研发的理论参考。

1机载设备概述

1.1机载设备构成及作用

机载设备，是指安装在飞机上的电子设备，它是飞机飞行不可缺少的一部分。如，雷达系统、导航系统、无线传输系统等，均是机载设备的一部分。一般来说，机载设备是由多个单一的单子系统组合而成，由此，该设备主要应用于飞机协调性飞行期间的信息沟通与传达;同时，机载设备中的各个部分还体现为，充分发挥系统各部分功能，确保飞机与地面保持正常的沟通与联系。同理，当飞机机载设备出现故障时，也多是由于多重故障原因组合而成的问题，进行机载设备故障分析时，必须要从多个方面进行问题分析，切不可单方面进行问题解析。

1.2机载设备的故障形式与种类

一般来说，机载设备故障诊断检测的形式主要包括：（1）机载设备系统参数故障，即机载设备系统无法保持稳定的系统参数，数据反馈结果准确度受影响。（2）外部系统造成的故障，且该类故障多属于突发性故障问题。

为确保机载设备故障问题得到有效性解决，在进行故障问题分析时，可结合机载设备故障的具体情况，针对性进行问题处理。笔者将机载设备故障的常见种类归纳为：（1）机载设备程序故障。由于机载设备主要是由电子信息程序组合而成，且各部分程序是层层嵌套的分布模式，各个子系统之间的关联紧密度都比较高。若机载设备中主干系统出现问题，将会对机载设备的整体都造成影响。（2）机载设备逻辑结构故障。即，机载设备运行期间，数据输出环节和输入环节无法保持协调性运转，机载设备数据反馈速率缓慢。（3）局域性程序故障。即，机载设备运行期间，雷达、电子导航等局部程序出现了运行问题。一旦出现问题，虽然故障漏洞检测程序会尽快的进行问题弥补，但仍然无法彻底的解决局部程序故障。（4）机载设备外部硬件设备故障。即，设备运维过程中，物理元器件中的某一部分出现了问题，会导致整个机械设备体系外部支撑结构严重受损，进而无法将机载设备的内部优势发挥出来。

2机载设备故障诊断方法

2.1定量式机载设备故障诊断

所谓定量式故障诊断，是指在确定故障局部问题的基础上，进行故障原因的具体分析。一般来说，机载设备故障诊断的步骤包括：特征分析、故障评估、以及故障处理与评价三步骤。机载设备实行定量式探究时，需先找到定量分析的要点，然后再具体的进行问题诊断。

（1）数据模型分析法

若飞机机载设备出现了故障，设备所传输回来的信息数据模型，多呈现出结构混乱的状态。进行机载设备故障诊断时，我们也可以通过故障模型设计结构分析的方式，初步定位飞机故障问题。如，某飞机飞行期间，地面检测部门所接收到的机载设备信号波初期为半圆性周期循环形态，从飞机飞行1小时23分15秒开始，机载设备传回地面的信号波出现了半圆形波动趋向，且该种状态持续5分钟后，飞行员向地面发出雷达系统故障信号。此时，地面检测人员可在信号模型周期规律检测分析的辅助下，初步断定本次机载设备故障问题主要发生在雷达信号传输环节上。此时启动地面辅助性雷达程序后，再利用卡尔曼滤波器算法详细的进行故障问题分析。

该案例中所叙述的，关于机载设备故障问题分析方式，是典型的定量式故障分析方法。这种机载设备故障分析方式，可凭借对机载设备检测因素的评价分析，初步对机载设备的故障问题进行综合断定。该种故障判定处理方法，实现了机载设备故障问题的迅速性判定，在快速解决机载设备故障问题中发挥着重要作用。

（2）参数分析法

固定式参数分析法，也是较常见的定量式机载设备故障定位分析策略。一般来说，飞机机载设备正常进行信号传输时，系统通常是常规性、非耦合性的数据传输方式，即我们所说的机载设备各部分程序在参数变化范围之内。若机载设备设计应用期间，局部设备线性系统反馈回来的数据中有多处为连续性耦合情况，也可以初步判定机载设备已经出现了故障。但由于机载设备中各个系统是相互关联的，其中任何一部分发生故障时，线性耦合数据都可能发生变化。由此，该种故障分析方法仅仅可进行故障判定，而不能进一步确定故障发生的位置，这也是该种故障诊断方法中存在的弊端。

2.2定向式机载设备故障诊断法

所谓定向式机载设备故障诊断方式，是按照机载设备中更具体评估检测指标，对系统的运转情况进行故障诊断。

（1）模型图导向故障诊断法

模型图导向故障分析法，是指借助程序逻辑推导图，将系统输入、输出部分的信号情况进行综合定位。首先，若机载设备在实际应用中出现了输入与输出数据匹配度不够的问题时，检测程序将直接采用3D模拟图进行图像定位，并按照这一模型定位建立故障问题分析体系，从传输数据、逻辑命令、程序送达方式三大方面进行故障检测。在进一步确定故障发生点后，系统将立即细化故障分析灰暗面，进行故障模糊，保障飞机正常运行。待机载设备系统终止运转后，启动程序“冻结”能力，再进行局部区域冻结和处理，进而实现针对性的局部问题处理规划策略。以上关于局部性动态网群体处理方式，正是借助机载设备数据模拟分析图，开展局域性故障调节与分析的要点归纳。

（2）频率波导向故障诊断法

小频率波诊断法，也是定向式机载设备故障诊断的常见形式。机载设备中所有电子程序，均有一个单独的程序运转频率，机载设备正常做功时，各个程序层面的频率可达到相互协调的状态。但若某一个设备出现故障时，机载设备整体运转的频率波，就会出现局部与整体不相适应的问题。

如，某机载设备中导航系统出现了故障，则导航每分钟传输回来的信号频率，则会低于其他系统的传输速率;继而在飞机飞行信息更新时，导航往往需要更长的缓冲时间才能够准确的定位飞机飞行的路线、飞机当前飞行的定点位置。以上列举的飞机飞行中导航故障问题，是较常见的机载设备定向式动态故障定位分析方式。该种方法可在第一时间对机载设备运行中的情况进行综合判定，其数据反馈效果更高，信息调控的可能性也更有效。

（3）嵌入程序链故障诊断法

嵌入程序链故障诊断法，主要是借助机载设备程序相互关联的特征进行故障诊断。常規性机载设备程序，就好像是一个完整的支架结构，主干、枝干等部分都保持着良好的连接。若机载设备实际应用中出现局部性故障，程序各个部分连接的敏感度将大大下降。

如，飞机机翼重力评估部分出现硬件故障时，飞机机翼部分的重量就会减轻，电子程序在检测飞机飞行的重量时，会立即感应到机翼重量的变化;同时，飞机螺旋桨进行转动时，受到的阻力也会降低，飞行速度检测值会升高。这一系列的飞机飞行机载设备异常数据反馈方式，正是嵌入式程序故障诊断典型代表。

2.3模糊性趋向分析故障诊断法

所谓模糊性趋向分析故障诊断法，是借助虚拟专家诊断技术实行的一种处理方法。一方面，飞机检测终端可对机载设备应用中的模糊数据进行勘测，并实现应用情况的反馈与分析;另一方面，模糊性趋向分析策略，可对机载设备运行期间程序的流畅度进行勘测。

如，某系统设计应用期间，机载设备反馈的程序数据中，有30%-40%为程序模糊处理后反馈的信息，这样的数据处理操作状态，说明数据模糊处理结构已经出现了数据反馈准确性的问题，程序需要依靠模糊处理来完成信息传导。同时，该程序中存在多处程序链连接缓熳的问题，这也说明当前机载设备的信息传输体系出现了故障。

3结束语

综上所述，基于机载设备故障诊断方法的研究，是数字化技术科学应用的要点归纳。在此基础上，本文通过定量式机载设备故障诊断、定向式机载设备故障诊断法、模糊性趋向分析故障诊断法三方面，明确机载设备故障诊断策略。因此，本篇文章的研究结果，将为国内航空技术创新提供借鉴。