飛機(jī)電源系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)研究

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（海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東青島 266041）

0 引言

飛機(jī)電源系統(tǒng)是飛機(jī)最重要的系統(tǒng)部件之一，承擔(dān)著為飛行控制、導(dǎo)航、無(wú)線電通信、雷達(dá)以及電子對(duì)抗、導(dǎo)彈發(fā)射等裝置提供電力的功能，關(guān)系著飛機(jī)上各種用電設(shè)備的正常運(yùn)行和飛行安全，電源系統(tǒng)的故障和失效都可能造成非常嚴(yán)重的后果，因而電源系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)測(cè)成為飛機(jī)健康管理的重要組成部分。當(dāng)前，隨著現(xiàn)代飛機(jī)朝著全電飛機(jī)方向的發(fā)展，電傳操縱、電子設(shè)備、綜合航電、火控系統(tǒng)等用電設(shè)備的大量增加，對(duì)飛機(jī)電源系統(tǒng)可靠性提出了更高要求，因而開(kāi)展飛機(jī)電源系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。以飛機(jī)電源系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)及二次電源系統(tǒng)中的電力電子電路為主要研究對(duì)象，闡述飛機(jī)電源系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)進(jìn)一步加強(qiáng)飛機(jī)故障監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)等方面的研究具有一定的借鑒意義。

1 故障特點(diǎn)及監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的原理和方法

飛機(jī)電源系統(tǒng)通過(guò)航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)傳動(dòng)發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。以當(dāng)前常用的恒速恒頻交流電源為例，其工作原理如圖1所示。由主發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)和永磁機(jī)3部分組成的三級(jí)凸極式同步交流發(fā)電機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)整流器給主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)定子電樞繞組感應(yīng)出三相交流電，供機(jī)上電網(wǎng)使用。此外，三相交流電源還通過(guò)變壓整流器，逆變裝置等電力電子設(shè)備轉(zhuǎn)換成其他電源供給機(jī)上其他直流及交流用電設(shè)備。

1.1 飛機(jī)電源系統(tǒng)故障特點(diǎn)

飛機(jī)電源系統(tǒng)的工作過(guò)程伴隨著各種物理及化學(xué)參數(shù)的傳遞及變化，包括能量、力、溫度、介質(zhì)等[1]。這些具有不同變化規(guī)律的參數(shù)，直接或間接地反映著電源系統(tǒng)的運(yùn)行是處于正常狀態(tài)還是異常狀態(tài)，只有對(duì)這些參數(shù)所表達(dá)出的信息變化規(guī)律進(jìn)行細(xì)致而深入的探究，才能掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

圖1 恒速恒頻交流電源工作原理

飛機(jī)電源系統(tǒng)的故障分析，包括容易發(fā)生電氣故障的部位、故障產(chǎn)生的原因、故障的最初征兆以及能夠反映故障的一次和二次特征。根據(jù)某部統(tǒng)計(jì)，航空電源主要電氣故障可分為定子繞組絕緣故障、轉(zhuǎn)子繞組短路故障、勵(lì)磁系統(tǒng)故障（旋轉(zhuǎn)整流器故障）。在這些故障中，多數(shù)故障非常復(fù)雜，無(wú)法直接借助物理測(cè)量方法直接檢測(cè)，具體有4個(gè)特征。

（1）層次性。根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成，故障也可劃分為系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件、元件等各個(gè)層次，因此可以考慮建立層次診斷模型。

（2）擴(kuò)散性。即故障可在單個(gè)設(shè)備各層次內(nèi)擴(kuò)散，也可能在不同設(shè)備之間擴(kuò)散。

（3）相關(guān)性。即故障和征兆之間并非一對(duì)一關(guān)系，這種特點(diǎn)給故障診斷帶來(lái)了很大的困難。

（4）不確定性。即故障和征兆信息產(chǎn)生的隨機(jī)性和模糊性，導(dǎo)致故障信息的不確定性。

1.2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的原理

狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)是指在故障產(chǎn)生的初期盡早發(fā)現(xiàn)故障，并預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，合理安排設(shè)備的工作，避免故障擴(kuò)大到使設(shè)備嚴(yán)重受損或造成臨時(shí)性的停運(yùn)事故。航空電源系統(tǒng)診斷過(guò)程流程如圖2所示。根據(jù)圖2，狀態(tài)檢測(cè)需要完成3方面的工作[2]。

圖2 航空電源系統(tǒng)診斷過(guò)程流程

（1）機(jī)理研究。機(jī)理研究主要是明確設(shè)備異常或故障在狀態(tài)信號(hào)中的反映情況。狀態(tài)信號(hào)包括各種化學(xué)和物理量，如機(jī)械量（振動(dòng)等）、電氣量（電流、電壓或其組合）、熱工量（溫度、壓力、流量）及化學(xué)成分等。

（2）信號(hào)采集與處理。借助各種與狀態(tài)信號(hào)相匹配的傳感器，對(duì)選定的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行采集，并傳輸至信號(hào)處理單元。

（3）特征提取。利用機(jī)理研究的成果，從狀態(tài)信號(hào)中提取與設(shè)備狀態(tài)有關(guān)的特征信息。

在故障診斷階段，根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)判別出設(shè)備狀態(tài)有異常或故障情況下，進(jìn)一步確定故障的性質(zhì)、故障類別、嚴(yán)重程度、故障部位、故障原因，乃至說(shuō)明故障發(fā)展趨勢(shì)和對(duì)未來(lái)的影響。為預(yù)報(bào)、控制、剩余壽命預(yù)估、維修、調(diào)整、治理及事故分析提供依據(jù)。

1.3 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題

狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷技術(shù)在減少設(shè)備因故障造成的損失及預(yù)測(cè)故障發(fā)生及發(fā)展并及時(shí)采取預(yù)防措施等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，因而也成為國(guó)際上研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前，這門相對(duì)獨(dú)立發(fā)展的技術(shù)主要分為2類[3]。

（1）基于被診斷系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的技術(shù)。該技術(shù)在機(jī)電及化工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其核心是建立與被診斷對(duì)象相關(guān)的微分方程，借助方程中包含的故障特征量，采用參數(shù)及狀態(tài)估計(jì)技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)、狀態(tài)及特征值進(jìn)行預(yù)判。

（2）基于觀測(cè)數(shù)據(jù)的技術(shù)。該技術(shù)的核心是通過(guò)測(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果判斷故障源頭及原因。為了達(dá)到這一目的，需要采用各種信號(hào)處理手段分析觀測(cè)的數(shù)據(jù)，提取與故障相關(guān)的特征量，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)等方法判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，探明故障源頭及原因。與第一類診斷技術(shù)相比，該技術(shù)避開(kāi)了建立被診斷系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型這一難點(diǎn)，直接利用各種信號(hào)處理技術(shù)，分析觀測(cè)數(shù)據(jù)，提取特征值。因而該技術(shù)具有廣泛的適應(yīng)性，應(yīng)用前景非常廣闊。

通過(guò)對(duì)上述2類技術(shù)的分析，不難得出，狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于故障特征信息的提取，這也是當(dāng)前亟待突破的難點(diǎn)。它直接關(guān)系著故障診斷的準(zhǔn)確度及故障預(yù)報(bào)的可靠性。

測(cè)試發(fā)現(xiàn)，傳感器輸出的信號(hào)既包含了反映早期故障特性的信號(hào)，也包含了噪聲干擾信號(hào)等非故障特性的信號(hào)，為了突出特征信號(hào)，抑制噪聲信號(hào)，從根本上解決故障特性信息提取這個(gè)難題，研究人員借助現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)來(lái)提取、分析故障信號(hào)，盡管不同領(lǐng)域故障產(chǎn)生的機(jī)理不同，但許多特征提取方法具有廣泛的類似。

1.4 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的方法

（1）基于FFT原理的算法。對(duì)于大多數(shù)機(jī)電系統(tǒng)而言，其周期性工作特征使得頻譜分析法成為應(yīng)用最成熟的故障特征分析方法，功率譜分析成為FFT最廣泛的應(yīng)用。

（2）非線性信號(hào)處理方法。在機(jī)電設(shè)備故障領(lǐng)域，轉(zhuǎn)軸裂紋、動(dòng)靜碰磨等故障非線性特征非常明顯，因此非線性信號(hào)處理方法非常適合于機(jī)電設(shè)備故障領(lǐng)域。

（3）非穩(wěn)態(tài)信號(hào)處理方法。常見(jiàn)的非穩(wěn)態(tài)信號(hào)主要包括諧和變頻信號(hào)、寬帶變譜信號(hào)及瞬態(tài)信號(hào)。諧和變頻信號(hào)處理方法通常包括短時(shí)快速傅氏變換的三維譜等方法；寬帶變譜信號(hào)較適用的方法主要是現(xiàn)代譜分析算法；對(duì)于瞬態(tài)信號(hào)，常用方法為小波分析法。

（4）非高斯信號(hào)處理方法。在機(jī)械設(shè)備故障診斷中，故障分析信號(hào)通常不服從高斯分布，因而非高斯信號(hào)處理方法研究逐漸興起，主要數(shù)學(xué)工具包括高階統(tǒng)計(jì)量及相應(yīng)的高階譜。

（5）故障診斷推理及判別方法。根據(jù)隸屬的學(xué)科體系，將故障的推理及判別過(guò)程所采取的各種方法分為5部分，即：基于控制模型故障診斷，基于模式識(shí)別故障診斷，基于人工智能故障診斷，模糊理論和粗糙集理論。

2 飛機(jī)電源系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的發(fā)展

故障檢測(cè)與診斷技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)信息技術(shù)及理論的進(jìn)步。總體說(shuō)來(lái)，歷經(jīng)3個(gè)階段：第一階段由于設(shè)備簡(jiǎn)單，故障診斷主要依靠專業(yè)維修人員感官、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)及簡(jiǎn)單的儀表設(shè)備；隨著傳感器技術(shù)、動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)及信號(hào)處理理論和技術(shù)的發(fā)展，故障診斷迎來(lái)第二階段的發(fā)展；20世紀(jì)90年代以來(lái)，伴隨著高級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)及人工智能技術(shù)和理論的不斷發(fā)展，故障診斷技術(shù)進(jìn)入了智能化階段。在故障檢測(cè)與診斷技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，相應(yīng)出現(xiàn)了各類故障診斷系統(tǒng)，根據(jù)出現(xiàn)的先后順序，將其分為4類。

（1）便攜式檢測(cè)儀表和分析儀器。它是最早出現(xiàn)的故障檢測(cè)裝置，作用是對(duì)檢測(cè)對(duì)象的一些重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，據(jù)此判斷設(shè)備工作狀態(tài)是否良好。主要產(chǎn)品包括丹麥B&K公司及瑞典的SPM公司的振動(dòng)測(cè)量?jī)x、溫度測(cè)量?jī)x及軸承檢測(cè)儀。

（2）在線監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)行在需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的特定工作對(duì)象中，對(duì)工作過(guò)程中的重要狀態(tài)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。美國(guó)Bently及瑞士Vibro-MetCr等公司開(kāi)發(fā)了許多系列產(chǎn)品。

（3）計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)分析與診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測(cè)功能，還具有越限報(bào)警、實(shí)時(shí)故障分析與診斷等功能。例如，美國(guó)Bently公司、日本三菱公司以及我國(guó)清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等，相繼研發(fā)了各自的檢測(cè)及診斷系統(tǒng)。

（4）智能診斷系統(tǒng)。智能診斷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)80年代，它是人工智能技術(shù)研究的成果。西屋公司研制成功的電廠人工智能在線診斷大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是該系統(tǒng)的典型代表。國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域方面的研究起步較晚，華中理工大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)取得了一系列成果。

3 飛機(jī)電源系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，可靠性、維修性、保障性、測(cè)試性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性工程[4]受到各國(guó)有關(guān)方面的高度重視。當(dāng)前很多先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)均采用具有可靠性高、生存能力強(qiáng)、維修性好、總效率高、費(fèi)用低的多電飛機(jī)電力作動(dòng)系統(tǒng)（如F-16電剎車系統(tǒng)），大大提高了飛機(jī)整體性能、安全性及穩(wěn)定性。這一應(yīng)用勢(shì)必對(duì)飛機(jī)電源系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)提出了更高的要求。然而，當(dāng)前在飛機(jī)飛行以及地面維護(hù)和保養(yǎng)過(guò)程中所采用方法與手段，還不能對(duì)航空電源的狀態(tài)進(jìn)行全面而精確的監(jiān)測(cè)與診斷。

3.1 機(jī)上自檢BIT技術(shù)

機(jī)內(nèi)測(cè)試BIT（Build In Test）技術(shù)借助機(jī)上電源系統(tǒng)自身的電路和程序，通過(guò)機(jī)載維護(hù)計(jì)算機(jī)對(duì)電源系統(tǒng)自身的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控，并對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)和隔離，可有效降低相應(yīng)設(shè)備平均修復(fù)時(shí)間、故障間隔時(shí)間及維修費(fèi)用。然而，由于機(jī)內(nèi)設(shè)備復(fù)雜及數(shù)量眾多等原因，傳感器檢測(cè)項(xiàng)目的數(shù)量非常有限，目前只能對(duì)重要指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。此外，對(duì)故障的隔離還停留在繼電保護(hù)的水平，屬于“被動(dòng)保護(hù)”，只能在故障發(fā)生后保護(hù)設(shè)備，無(wú)法實(shí)施“主動(dòng)保護(hù)”，或?qū)⒐收吓懦诿妊繝顟B(tài)。

3.2 地面定期檢測(cè)

地面定期檢測(cè)主要通過(guò)地面維護(hù)人員根據(jù)相關(guān)的軍標(biāo)[5]，借助各種儀器儀表對(duì)地面電源進(jìn)行檢測(cè)，處于故障診斷技術(shù)發(fā)展的第一或第二階段。同BIT檢測(cè)技術(shù)相比，檢測(cè)更加全面，可以獲得更多重要指標(biāo)。例如，使用兆歐表來(lái)檢測(cè)起動(dòng)發(fā)電機(jī)定子繞組的絕緣電阻，通過(guò)示波器檢測(cè)三級(jí)交流發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)整流二極管的工作狀態(tài)等。然而，地面定檢這種離線檢測(cè)手段還無(wú)法在飛機(jī)飛行過(guò)程中實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)航空電源運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)參數(shù)，且檢測(cè)過(guò)程可能會(huì)摻雜較多人為因素，耗時(shí)耗力，效率低下。

目前，在飛機(jī)交流發(fā)電機(jī)故障地面定期檢測(cè)過(guò)程中，主要進(jìn)行電力參數(shù)檢測(cè)（包括電流、電壓、頻率），如表l所示。然而，對(duì)交流發(fā)電機(jī)本身定轉(zhuǎn)子故障并未納入有效的監(jiān)測(cè)范圍，相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方法也沒(méi)有開(kāi)展有效的研究。如此一來(lái)，由于缺乏對(duì)常見(jiàn)故障相關(guān)量準(zhǔn)確而全面的檢測(cè)與分析，飛機(jī)電源系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)與診斷的發(fā)展受到很大影響。

表1 飛機(jī)交流發(fā)電機(jī)電源主要故障地面檢測(cè)項(xiàng)目

3.3 模擬在線監(jiān)測(cè)與故障診斷過(guò)程

針對(duì)當(dāng)前大多數(shù)航空電源設(shè)備只能在地面進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)這種離線檢測(cè)方法，文獻(xiàn)[1]提出了一種在地面模擬“在線監(jiān)測(cè)”過(guò)程的方法。該方法通過(guò)某航空電源地面綜合監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，模擬航空電源的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，可歸類到故障診斷技術(shù)發(fā)展的第三階段。該系統(tǒng)以包括局部放電傳感器在內(nèi)的多傳感器信息融合技術(shù)為基本框架，信號(hào)處理技術(shù)為基礎(chǔ)，D-S證據(jù)理論作為特征融合與決策分類方法，更加全面和有效提取狀態(tài)特征，能夠在地面對(duì)航空電源標(biāo)準(zhǔn)中的很多常規(guī)項(xiàng)目和指標(biāo)，如電壓、電流、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些潛在故障。然而，文中并沒(méi)有考慮其他的電氣和機(jī)械故障，且故障特征庫(kù)不夠完善。

在智能診斷領(lǐng)域，隨著可靠性及維修性工程的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用，一些具有自動(dòng)診斷及維修功能的智能系統(tǒng)在保障飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星安全方面發(fā)揮了重要作用，但針對(duì)航空電源的等智能診斷系統(tǒng)還不多見(jiàn)。

4 飛機(jī)電源系統(tǒng)監(jiān)控及診斷技術(shù)未來(lái)發(fā)展

4.1 飛機(jī)電源系統(tǒng)BIT技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)上自檢BIT技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)均采用了機(jī)載綜合測(cè)試與診斷系統(tǒng)[6]。綜合測(cè)試系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是不同程度地采用智能BIT技術(shù)。F-22A與F-35戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)載綜合測(cè)試與診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了智能BIT技術(shù)，提高了故障檢測(cè)與隔離精度，減少了虛警、不能復(fù)現(xiàn)和重測(cè)合格問(wèn)題。然而，機(jī)上電源系統(tǒng)的測(cè)試與診斷功能不是由獨(dú)立的BIT來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是把設(shè)備BIT、測(cè)試性、技術(shù)資料和人員等綜合考慮，采用綜合化的測(cè)試與診斷系統(tǒng)，提高飛機(jī)快速出動(dòng)以及再次出動(dòng)能力，減少地面保障設(shè)備，并對(duì)飛機(jī)電源系統(tǒng)各設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，主要包括飛機(jī)交流發(fā)電機(jī)、變壓器整流器和靜止變流器等電力電子裝置。

4.2 旋轉(zhuǎn)電機(jī)定轉(zhuǎn)子故障監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)

盡管飛機(jī)具有備用電源及應(yīng)急電源，但飛機(jī)發(fā)電機(jī)故障將對(duì)整個(gè)訓(xùn)練任務(wù)及作戰(zhàn)任務(wù)的完成產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。因此有必要對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)故障進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，以預(yù)先采取診斷及搶救措施，避免事故的進(jìn)一步發(fā)生和發(fā)展。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)故障主要包括定子繞組匝間短路、轉(zhuǎn)子斷條和偏心3種主要的故障模式。常用的檢測(cè)量包括振動(dòng)量、電氣量（包括電流、電壓、電阻）、軸向漏磁通、局部放電量、軸電壓、溫度及基于參數(shù)辨識(shí)的故障監(jiān)測(cè)方法。其中，故障電流信號(hào)由于具有采集信號(hào)容易、非侵入式、便于與保護(hù)和調(diào)速系統(tǒng)集成等優(yōu)點(diǎn)，將成為飛機(jī)電源系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)最常見(jiàn)、最有效的監(jiān)測(cè)手段。隨著小波變換等各種現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將故障電壓及電流信號(hào)分析及利用綜合化考慮，對(duì)實(shí)際故障的監(jiān)測(cè)將更為有效。

4.3 電力電子電路故障預(yù)測(cè)技術(shù)

電力電子電路在飛機(jī)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、變壓整流及靜止逆變等過(guò)程起著關(guān)鍵作用，飛機(jī)電源系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)的關(guān)鍵在于對(duì)電力電子電路的故障預(yù)測(cè)。如果能夠?qū)﹄娏﹄娮与娐饭收线M(jìn)行提前預(yù)測(cè)，及時(shí)進(jìn)行維修和替換，將大大提高飛機(jī)電源的可靠性、可用性、維修性[7]。因此，電力電子電路故障預(yù)測(cè)技術(shù)越來(lái)越受到重視。根據(jù)故障性質(zhì)的不同，電力電子電路的故障主要分為參數(shù)性故障和結(jié)構(gòu)性故障。結(jié)構(gòu)性故障指由于電路開(kāi)關(guān)元件（SCR,MOSFET、IGBT以及二極管等）出現(xiàn)短路、斷路而導(dǎo)致電路拓?fù)浒l(fā)生變化的故障。參數(shù)性故障指由于電力電子電路的器件（如電容、電阻、電感、開(kāi)關(guān)元件等）參數(shù)退化而導(dǎo)致的軟故障。

電力電子電路故障預(yù)測(cè)研究存在的諸多難點(diǎn)，包括無(wú)法準(zhǔn)確建立失效機(jī)理模型，無(wú)法確立故障特征參數(shù)，難以開(kāi)發(fā)有效的預(yù)測(cè)算法及無(wú)法對(duì)設(shè)計(jì)出的故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。因此，電力電子電路故障預(yù)測(cè)的研究還有很大的發(fā)展空間。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)包括特征參數(shù)提取方法研究、混合故障預(yù)測(cè)算法研究、預(yù)測(cè)信息融合技術(shù)研究及內(nèi)建“故障標(biāo)尺”的研究。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，未來(lái)飛機(jī)電源系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)將綜合運(yùn)用專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理等更為先進(jìn)的故障診斷推理及判別方法，使得飛機(jī)電源系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化方向發(fā)展，實(shí)時(shí)獲得電源系統(tǒng)各設(shè)備狀態(tài)，為提高飛機(jī)電源系統(tǒng)可靠性奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］黃根全.航空電源故障特征提取與故障診斷研究［D］.西安:西北工業(yè)大學(xué)，2005.

［2］劉振興.電機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)診斷新原理和新技術(shù)研究［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2004.

［3］蔣斌.機(jī)電系統(tǒng)故障診斷的理論與應(yīng)用研究［D］.杭州:浙江大學(xué),2002.

［4］GJB 451A—2005，可靠性維修性保障術(shù)語(yǔ)［S］.

［5］GJB 181A—2003，飛機(jī)供電特性［S］.

［6］史彥斌，段哲民.航空電子綜合測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)［J］.計(jì)測(cè)技術(shù),2005，25（4）:1.

［7］孫鳳艷.電力電子電路故障預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.南京:南京航空航天大學(xué)，2010.