航空電氣設備的故障預測以及健康管理

摘要：基于航空可靠方面、安全方面與經濟方面的要求，航空電氣裝置的問題預測與健康管理技術越來越受到重視。航空航天電氣裝置相關員工，應該要知道如何正確預測問題，如何正確增加航空中電氣裝置的利用率，如何降低中國航空電氣裝置的維護成本，以增加航空中電氣裝置的性能。在此背景下，本文主要介紹了航空電氣裝置問題預測與健康管理技術，可供參考。

關鍵詞：故障預測與健康管理;預測過程;應用策略;航空電氣設備

1問題預測與健康管控治理的概述

健康管理是指在期望系統正常性能狀態下，航空電氣設備或電氣系統性能整體下降或是偏差的程度;故障預測是指通過對相關歷史數據及現狀進行分析，并以此為依據，對于相關的系統功能進行預測性的檢測。同時，相應的總線技術與計算機網絡技術飛速進步，問題預測與綜合系統健康管控治理技術的形成也得到了完善。問題預測與健康管控治理工作在中國航空工業中越來越受到重視。航空電氣裝置的健康管控治理與問題預測能增加中國航空電氣裝置的使用壽命。

2典型航空電氣裝置問題預測與健康管控治理系統建模

通過相關數據分析，航空發電機壽命縮短及效果有所下降，主要是因為發電機機械磨損、定子繞組絕緣老化等物理問題現象造成的。航空發電機加速壽命試驗平臺，通過發電機的輸入速度、油壓力、負載、頻率、電流、油溫度、入口壓力、出口壓力，與其他相關參數，深入分析相關參數的內部關系與對應變化的規律，設計壽命預測模型，并利用該模型，預測航空發電機的參數。通過分析發現，要建設有效的故障預測及健康管理系統，重點是對系統的特征信號提取、健康狀態預報、壽命預測與保障決策進行分析和處理。

2.1有特性的信號抽樣

問題預測與健康管控治理的關鍵是從多個信號中抽樣有特性的信號。小波分析是利用多分辨率檢測信號的正交變換與多濾波器組的計算原理，對頻域采取詳細分解，因此這是能夠更清晰、完整、準確地突出問題有特性的一種方式做法。同時，這種分析方式還能通過不同的頻率分量對信號的整體細節采取調整與處理。在一定程度上增加了信噪比與信號分辨率，極大地促進了問題預測與健康管控治理的進步。

2.2健康預測與診斷系統

開發健康預測與診斷系統，要實現各模塊的功能共享，如飛機發電機的健康預測與診斷系統可以與飛機發動機的“全權數字式發動機控制”結合起來，在集成的形式之下成為一個整體對待，能夠使系統滿足不同的功能需求。兩者之間有著非常密切的聯系，兩者需要的參數（如發電機的電流、電壓、頻率等）大部分是相同的。

2.3健康狀況預測與剩余壽命預測模型

健康狀況預測模型與剩余壽命預測模型主要是分析被測對象的整體狀態，采取統一的分類方式。分類有這幾個主要標準：一方面，預測效果下降到一定程度，系統應該做出怎么樣的反應;另一方面，該系統還能夠采用有特性的抽樣的形式對被檢測對象的整體狀態進行分析與識別。通過分析問題識別方式做法的不同，發電機問題可分為基于模型的問題預測方式做法和基于知識的問題預測方式做法與基于數據的問題預測方式做法。

3航空電氣裝置故障預測與健康管理研究

3.1適當使用預警電路方法

在工作人員對航空電氣裝置進行預測工作時，適當地采用預警電路方法增加預測工作效率。預警電路比正常電路提前一段時間發出故障信號，預警電路第一時間發出故障信號，并采取一系列措施及時防止故障對電氣裝置的損害。員工需要降低警告并聯的電路，增加預警電路電流密度、直徑減小電路的電路正常，降低正常電路熱量也增加熱量預警電路，從而實現第一個報警電路故障的目的。

3.2故障預測宜采用累積損傷模型

在對航空電子電氣裝置進行故障預測和健康管理工作的時候，累積損傷模型可以在一定程度上對航空電子電氣裝置進行監測。累積損傷模型與各有差別的電氣裝置的載荷和損傷程度有關。累積損傷模型法可以用來分析航空電氣裝置部件的使用壽命，進一步確定電氣裝置的具體使用壽命。工作人員在航空電氣裝置故障預測使用的累積損傷模型可以有效估計航空電氣系統相應的裝置使用壽命，根據累積傷害電氣裝置來確定電氣裝置的剩余使用壽命，粗略估計電氣裝置故障時間。使用累積損傷模型，員工可以有效地預測航空電子裝置和電器裝置的缺點，進一步評估航空電子裝置和電器裝置的故障的原因，及時處理航空電子裝置和電器裝置的故障，并且進一步保證航空電子裝置和電器裝置的正常操作。

3.3采用監測特征參數法

監測特征參數法能夠將獲取的數據和信息經過一定程序的加工和處理，并對處理后的數據和信息進行分析，對電氣系統的故障類型進行預測。但是，在采用監測特征參數法來預測電氣系統的故障時，尤其需要注意的是，由于電氣系統本身在結構、功能和失效的機理等方面的復雜性特點，所以在選取參數和進行數據處理的方法方面，需要嚴格按照不同的標準來進行選取。只有這樣，才能保證監測特征參數法能夠對收集到的數據和信息進行準確的分析，并且有效的預測電氣系統故障的類型。

3.4對方法進行適當組合

如今，中國技術人員對航空電子電氣裝置的故障預測和健康管理技術進行了優化，并在實踐中運用相應的方法對航空電子電氣裝置的故障進行了預測和管理。現在，故障預測方法和健康管理技術還相對不夠成熟，在實際的應用中，還存在著一些缺陷。因此，在開展航空電氣裝置故障預測與健康管理工作的時候，需要將各有差別的技術手段有效結合起來。及時整合多種方法的綜合概念，不斷優化航空電氣裝置故障預測和健康管理方法。從而形成了一種高效、快速的故障預測方法。通過對各有差別的健康管理方法和故障預測方法的適當結合，進一步增加中國航空電氣裝置故障預測和健康管理的效率。

4結語

綜上所述，進行故障預測及健康管理的研究，對于航空電氣設備的安全具有十分重要的意義。通過故障預測及管理技術的應用，不僅能夠降低航空公司的運行成本，還能極大地提高電氣設備及電氣系統的性能，大大提高其工作可靠性。問題預測與管控治理技術的應用不僅能夠降低航空公司的運營成本，而且能夠很大程度地增加電氣裝置與電氣系統的方面能，很大程度地增加其可靠性。問題預測與健康管控治理技術的進步與普及受到了重視，并取得了顯著的成效。為了更加提升其應用能力，結合實際情況，提出相應的處理策略，希望能起到一定的借鑒作用。

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余康（1983年1月26日），男，漢族，大學本科學歷，職稱：工程師，職務：市場部部長，研究方向：電氣工程，單位：中航電測儀器股份有限公司，郵編：710119。