民用飛機飛控系統傳感器故障診斷研究綜述

馬立群， 孫曉哲， 楊士斌， 楊建忠

(中國民航大學適航學院，天津 300000)

0 引言

故障診斷是指在系統運行過程中能夠發現故障的發生和獲得故障的信息，具體包含故障檢測和故障隔離兩個關鍵部分。隨著自動化技術和信息技術的發展，故障診斷技術被廣泛應用于航空航天領域，在多種不同類型的飛行平臺上得到實現，有效提升了飛行器的可靠性，保證了飛行任務的安全執行。

飛行控制系統是現代飛行器的關鍵系統之一，傳感器是飛行控制系統實現反饋控制的重要環節。為了保證民用飛機的安全性和適航性達到要求，在設計上需要對關鍵傳感器進行物理冗余，通過對不同源信息進行比較、投票、加權、平均、監控保護和切換等處理來判斷和定位傳感器故障，以保證信號安全。例如，波音777使用的大氣數據慣性基準系統，包含容錯大氣數據和慣性參考單元，以及備用大氣數據和慣性參考單元，備用部分可以形成重要數據的非相似備份[1]。

除了傳統硬件冗余方式，非硬件冗余方式也受到廣泛關注。典型的非硬件冗余的故障診斷技術包含解析余度和信息余度[2-3]。隨著控制理論和計算機技術的發展，工業界和學術界均在積極探索利用軟件方式來實現故障診斷和容錯。本文基于該技術綜述了飛機飛控系統傳感器故障診斷技術的國內外研究現狀，首先介紹了典型傳感器故障模式，給出了文獻綜述的總體情況，其次分別闡述了近年來基于模型方法和基于信息方法在相關領域內的研究與應用情況，最后簡明分析了傳感器故障診斷當前面臨的挑戰和未來的發展方向。……