飛機燃油系統油量傳感器故障診斷方法的研究

摘 要：對于飛機來說，燃油系統具有非常重要的作用，在燃油系統中，包含油量傳感器，通過傳感器的各個輸出作用，對飛機的油量進行準確的計算，以便于保證飛機燃油系統的安全可靠性。不過，當油量傳感器出現故障時，就會影響計算結果，進而導致燃油系統的安全可靠性降低，基于此，文章分析了飛機燃油系統油量傳感器的常見故障，并提出了診斷的方法，對故障進行診斷。

關鍵詞：飛機；燃油系統；油量傳感器；故障診斷方法

前言

油量對于飛機的安全飛行來說有著十分重要的影響，飛機油量的確定需要進行測量，當測量的結果比較準確時，飛機飛行的安全性就比較高，反之，當測量結果出現偏差時，飛機飛行的安全性就會受到嚴重的影響。飛機油量測量工作的開展需要借助油量傳感器，因此，避免油量傳感器存在故障是測量工作有效開展的保障，由此可見，對油量傳感器故障診斷方法的研究具有非常重要的現實意義。

1 飛機燃油系統油量傳感器常見故障

1.1 沖擊故障

燃油系統是飛機的重要組成部分，通過油箱內油量的保證，實現飛機的安全飛行。在現代民用飛機的燃油系統中，油量傳感器的數量非常多，比如在A320客機的油箱內，油量傳感器的數量為33個。在飛機飛行的過程中，經常會受到閃電的間接效應，或者飛機進入到高強度輻射場內，受到比較嚴重的干擾，在這兩種情況的影響下，就會產生沖擊脈沖，進而導致油量傳感器受到比較嚴重的影響，產生沖擊故障。

1.2 失效故障

在油量傳感器正常工作時，會對油箱內的油量進行測量，并通過輸出作用，準確的計算出油箱內的油量。然而，在傳感器運行的過程中，會出現突然失靈的情況，這時，油量的測量值就會一直保持在一個常數上，導致無法準確的判斷油箱內的油箱，導致飛機的飛行帶有比較大的安全隱患。

1.3 偏差故障

傳感器在對油箱內的油量進行測量時，會形成一定的測量值，當這個測量值與真實值之間存在一定的偏差時，傳感器就存在偏差故障，無法對油量進行準確的測量，影響了對油箱內油量的判定，對飛機的安全飛行影響很大。

1.4 精度下降故障

油量傳感器在進行測量時，會具有一定的測量精度，以便于保證測量結果的準確性，然而，當測量的精度變低時，就說明傳感器存在精度下降故障。傳感器具備一定的精度等級，當等級出現下降時，并不是測量的平均值發生了變化，實際上，平均值依然保持不變，變得是測量的方差。

2 飛機燃油系統油量傳感器故障診斷方法

2.1 故障特征提取

傳感器在運行的過程中，會發出時域信號，在時域信號中，可以反映出兩種信息，一種是原始的狀態信息，一種是故障信息，通過對時域信號特征的提取，可以準確的了解傳感器的工作狀態。在進行時域信號特征提取時，主要包含兩種方法：一種為時域特征提取，當前，在對傳感器進行故障診斷時，采取的特征參數為量綱和無量綱，不過，量綱數值的變化既有可能是故障變化引起的，也有可能是環境變化引起的，區分起來非常的困難，因此，在進行時域特征提取時，選擇的特征參數為無量綱參數，具體說來，主要包含六個指標，分別為波形指標、脈沖指標、峰值指標、裕度指標、歪度指標以及峭度指標；另一種是小波包特征提取，這是一種新型的特征提取方法，運用的方法是時頻分析，當信號為非平穩瞬態信號時，小波分析能夠實現寬頻響應，在利用小波分析方法時，基礎為多分辨分析，通過正交分解方法，有效的提升了分析的精細度，對于小波變換，小波包分析充分的吸收了良好時頻局部化的優點，并對其存在的缺點進行了優化，這樣一來，在進行分析時，頻率分辨率顯著的提升。

2.2 集成支持向量機分類算法

近年來，人們對機器學習的關注度越來越高，尤其其中的集成學習，受到的關注度更多，通過訓練多個基分類器，并結合一定的方法實現結果的集成，這樣一來，分類系統的泛化能力就得到了有效的提升。通常來說，在集成學習中包含基分類器類型、基分類器生成方法以及結論生成方法三個基本的要素。當前，比較常見的基分類器種類比較多，比如決策樹、神經網絡等。同種類型的基分類器稱之為同構集成，不同類型的分類器被稱之為異構集成，在進行研究時，重點研究對象為同構集成。同構集成基分類器的生成方法有三種，第一種是對訓練集進行處理，第二種方法為對數據特征進行處理，第三種方法為通過隨機擾動產生具有差異性的基分類器。在常用的基分類器中，支持向量機所具備的穩定性是比較高的，因此，在進行故障診斷時，應用了此種方法。

2.3 仿真驗證

在進行模擬訓練時，故障數據的生成是比較困難的，因此，在進行驗證時，以正常信號為基礎，通過仿真，將傳感器四種常見的故障信號模擬出來。在進行故障診斷時，分兩個步驟來進行：第一步，信號分析，首先需要對故障特征進行提取，主要應用的為上文中提到的兩種方法，分析之后，獲得特征向量，生產訓練樣本以及測試樣本；第二步，擾動，對象為支持向量機核函數參數，方法為隨機擾動法，通過此種方法，將支持向量機的模型建立起來，通過分類識別的方法將樣本確定，并最終得出識別結果。通過這兩個步驟的仿真驗證，有效的測試了文章中研究的油量傳感器故障診斷方法，從仿真驗證結果可知，故障診斷方法所具備的診斷效果比較好。

3 結束語

油是飛行正常運行的基本保證，為了保證飛機的安全飛行，就需要對油箱內的油量進行測量，以便于根據油量采取正確的措施，避免飛機安全事故的發生。在進行油量測量時，離不開傳感器的支持，但是如果傳感器存在故障，那么就會影響油量測量的結果，文章中所研究的故障診斷方法具備比較好的診斷效果，能夠保證傳感器的正常運行，進而保證飛機飛行具備較高的安全性。

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