文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
民机机电系统故障诊断研究
姓名:徐玲玲
申请学位级别:硕士
专业:导航、制导与控制
指导教师:杨忠
2011-01
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
本文从系统级高度对机载机电系统的故障诊断开展理论性研究,探索机载多系统综合故障
诊断技术。着重对机电系统综合故障诊断体系构架、机电子系统(环控、起落架及液压系统)
的故障诊断方法进行了研究,并在理论研究的基础上,设计实现了基于故障树的专家系统和故
障诊断验证平台。
在民机机电系统故障诊断体系构架研究中,本文借鉴国外先进飞机 B787 的故障诊断方法,
结合民机的特点及发展趋势,从降低成本、减少重量、保证可靠性的角度,采用 AFDX 作为
通信网络,确定了综合故障诊断的体系构架。
在机电子系统的故障诊断研究中,根据子系统的故障特点分别采用不同方法进行故障诊断
方法研究。环控系统热交换器根据其模型参数与物理参数相对应的特点,采用参数估计的故障
诊断方法;环控系统控制组件根据其典型故障模式,采用全维故障检测观测器的方法。起落架
系统分为电液伺服阀和缓冲系统两部分进行故障诊断研究,根据两部分的特点分别采用全维故
障检测观测器和未知输入观测器的方法。对于液压系统,因为其高阶非线性,难以建立精确数
学模型,因此采用基于知识的 BP 神经网络进行故障诊断。
对于故障诊断专家系统的设计实现,用 C++ Builder 和 Access 数据库作为开发工具,采
用故障树和专家系统相结合的方法,解决了专家系统对知识完整性获取的瓶颈问题,充分发挥
了专家系统不依赖于模型,能够根据知识进行推理的优点。在故障诊断验证平台设计中,解决
了开发软件与仿真模型的交互技术问题、处理机间网络通讯技术问题,采用分布式仿真技术,
完成 IEMS 故障诊断便携式终端、IEMS 故障诊断计算机、IEMS 综合管理计算机的界面设计,
调试完成系统的仿真验证。

关键词:民机,机电系统,综合故障诊断,专家系统,分布式仿真
I
民机机电系统故障诊断研究
ABSTRACT
The theoretical research on fault diagnosis for electro-mechanical system is made in this thesis
by exploring the application of integrated fault diagnosis technology to multi-system on system level.
The research is focused on the structure of integrated fault diagnosis system and the methods of fault
diagnosis for electro-mechanical systems and electro-mechanical subsystem (Environment Control
System, Landing Gear System, and Hydraulic System). Expert system based on fault tree and fault
diagnosis verification platform are designed and implemented on the basis of the theory.
During the research on the structure of integrated fault diagnosis, we determine the framework
for integrated fault diagnosis system by using AFDX as work in terms of low
costs, light weight and the reliability, referring the structure of the advanced foreign aircraft B787 and
combining with the characteristics and the development of civil aircraft.
In the fault diagnosis of electro-mechanical subsystem, different fault diagnosis algorithms are
used, according to th