基于CBR的飛機(jī)引氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)探究

張磊

摘 要：隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)于飛機(jī)的安全性要求也越來越高。因此，對(duì)于飛機(jī)的故障診斷就成為研究的關(guān)鍵課題。文章選自基于CBR的飛機(jī)引氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析，希望可以為今后的故障診斷起到一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)；引氣系統(tǒng)；故障；診斷

中圖分類號(hào)：V217+.22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）12-0156-02

Abstract： With the continuous development of the times， people have higher and higher requirements for the safety of aircraft. Therefore， the fault diagnosis of aircraft becomes the key research topic. This paper analyzes the fault diagnosis technology of aircraft exhaust system based on CBR， hoping that it can be used for reference in the future.

Keywords： aircraft； engine bleed system； fault； diagnosis

基于CBR的飛機(jī)引氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)就可以提升故障的診斷效率，滿足工作量控制的需求。

1 基于CRB的飛機(jī)引氣故障診斷系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

1.1 CBR

case-base reasoning，基于案例推理（簡稱CRB），屬于機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域類比推理模式，也就是通過訪問案例庫之中的相關(guān)問題，找到目標(biāo)問題的相似性，以此來找到目標(biāo)問題的解決方法。其推理是增量式的，可以解決非線性的半結(jié)構(gòu)化以及非結(jié)構(gòu)化的問題。

1.2 系統(tǒng)框架

1.2.1 故障診斷系統(tǒng)的需求分析

基于CBR的飛機(jī)引氣故障診斷系統(tǒng)主要是為了快速的排除故障，利用對(duì)歷史的總結(jié)，就可以起到預(yù)防故障的作用，這樣在減少維修成本的同事，也能夠提升安全系數(shù)，其主要面對(duì)的是飛機(jī)營運(yùn)人[1]。

1.2.2 引氣故障診斷系統(tǒng)模型

基于系統(tǒng)的實(shí)際需求，就可以設(shè)計(jì)出飛機(jī)引氣系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。一旦引氣系統(tǒng)出現(xiàn)了新故障，基于人機(jī)交互的方式，就可以直接輸入引氣故障的故障征兆，同時(shí)也可以將關(guān)鍵詞輸入其中，利用案例表示模塊，就可以直接形成案例，利用檢索機(jī)制，系統(tǒng)可以直接的獲取具有一定參考度的案例，通過這一個(gè)案例，就可以指導(dǎo)當(dāng)前出現(xiàn)的問題。按照實(shí)際的診斷情況，可以先進(jìn)行效果的評(píng)估診斷，再配合上修改參考案例，就可以直接形成解決的方案。

2 基于CBR的飛機(jī)引氣系統(tǒng)故障仿真分析

2.1 正常工作過程中的仿真

引氣系統(tǒng)能夠正常的工作，是開展有效工作，保護(hù)飛機(jī)與飛行員安全的重要前提。引氣系統(tǒng)能夠?yàn)轱w機(jī)提供增壓、通風(fēng)以及冷卻等各種功能[2]?；谝龤庀到y(tǒng)模型做出仿真，其仿真的輸入?yún)?shù)見表1所示，結(jié)果見圖1所示。

基于仿真結(jié)果，得到動(dòng)態(tài)變化曲線，隨著壓力調(diào)節(jié)閥對(duì)閥門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)引入高溫氣體，其過壓閥出口的壓力會(huì)接近于40psi，而預(yù)冷器出口的壓力接近于27psi，預(yù)冷器的出口溫度接近于220℃，最后，各個(gè)參數(shù)都能夠達(dá)到穩(wěn)定的要求，這能夠滿足引氣系統(tǒng)的需求，也表明這一模型本身的精度較高，這樣就可以為后續(xù)的故障仿真提供數(shù)據(jù)支持。

2.2 壓力調(diào)節(jié)活門

壓力調(diào)節(jié)活動(dòng)本身屬于氣動(dòng)主要的工作部件，其壓力為36-45psi。如果出現(xiàn)下述的情況，就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉活門：引氣出現(xiàn)了超壓超溫、APU引氣活門沒有關(guān)閉、引氣管路出現(xiàn)了漏氣、沒能變比對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)活門?？刂破髋c壓力調(diào)節(jié)活門之間是利用管道進(jìn)行相互連接的，如果控制管路或者是接頭出現(xiàn)了漏氣現(xiàn)象，就會(huì)減小壓力，或者是將壓力完全的釋放掉，最終導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)部件不再具備功能，使得出口的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常值的要求，位于下游的過壓保護(hù)閥就會(huì)自動(dòng)的關(guān)閉，以此來對(duì)管路系統(tǒng)加以保護(hù)。針對(duì)壓力調(diào)節(jié)閥的故障進(jìn)行仿真，下游的出口位置出現(xiàn)了壓力超壓的情況，這樣就會(huì)直接的關(guān)閉過壓閥[3]。其輸入?yún)?shù)見表2，仿真結(jié)果見圖2。

就結(jié)果來看，在發(fā)生故障之前，過壓閥、調(diào)節(jié)閥出口以及預(yù)冷器等出口位置的動(dòng)態(tài)參數(shù)都在正常的范圍內(nèi)。但是在出現(xiàn)故障之后，就會(huì)突然增大調(diào)節(jié)閥的打開角度，無法保持出口壓力的正常調(diào)節(jié)。如果超出85psi的安全值，就會(huì)直接關(guān)閉過壓閥，減小預(yù)冷器出口的壓力，最終出現(xiàn)低壓故障。

2.3 傳感器

各個(gè)溫度傳感器在控制系統(tǒng)之中會(huì)直接接受信號(hào)，這樣就會(huì)針對(duì)性的開展處理，同時(shí)也可以對(duì)信號(hào)加以控制。一旦傳感器有故障出現(xiàn)，就會(huì)導(dǎo)致組件接收與輸出的信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤的控制，這樣就會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作帶來影響。以風(fēng)扇活門的傳感器故障為例，一旦風(fēng)扇活門傳感器出現(xiàn)了故障，就會(huì)對(duì)控制組件反饋超溫信號(hào)，利用調(diào)節(jié)閥與溫度控制恒溫器之間的傳感器，就可以通過純氣動(dòng)的方式來對(duì)壓力調(diào)節(jié)閥加以控制[4]。仿真參數(shù)見表3，將超溫的溫度設(shè)置在250℃，其仿真的結(jié)果見圖3。

從仿真的結(jié)果來看，預(yù)冷器輸出溫度控制在200℃，當(dāng)溫度傳感器面臨故障，其溫度大約為250℃，一旦出現(xiàn)超溫的現(xiàn)象，就會(huì)直接將壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，這樣也會(huì)適當(dāng)?shù)臏p小熱引氣的力量，使得預(yù)冷器的輸出壓力得到有效的控制，并且還會(huì)增大冷氣的流量。所以，當(dāng)出現(xiàn)溫度傳感器故障之時(shí)，就可能引發(fā)低壓故障。

3 結(jié)束語

總而言之，希望通過本文的分析，能夠?qū)︼w機(jī)引氣系統(tǒng)的故障診斷有新的認(rèn)識(shí)，能夠?yàn)榻窈蟮墓收显\斷奠定良好的基礎(chǔ)條件。

參考文獻(xiàn)

[1]梁坤，左洪福，孫見忠，等.多元線性回歸在引氣系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2015（09）：1651-1658.

[2]何永勃，王麗哲，楊燕輝.基于CBR的飛機(jī)引氣系統(tǒng)故障診斷案例庫構(gòu)造[J].中國民航大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（06）：29-32.

[3]何永勃，楊燕輝.飛機(jī)引氣系統(tǒng)的建模與故障仿真[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2013（10）：220-222+303.

[4]周本欣.通過多種措施預(yù)防737NG飛機(jī)引氣故障[J].航空維修與工程，2013（05）：53-54.

[5]韋小浩.B737NG飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)故障淺析[J].科技視界，2016（12）：22+64.

[6]李海偉.引氣系統(tǒng)建模及傳感器集優(yōu)化分析[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，2015（02）：51-54+96.