[发明专利]一种机载维护系统故障诊断仿真系统及故障诊断仿真方法

权利要求书

1.一种机载维护系统故障诊断仿真系统，其特征在于：其包括仿真管理模块、成员系统仿真模块、中央维护计算机模块、状态监控模块、数据存储模块、故障显示模块；

所述仿真管理模块用于初始化机载维护系统故障诊断仿真系统，并发送综合控制指令到成员系统仿真模块，控制仿真开始、终止、单步长运行以及故障注入；所述成员系统仿真模块用于仿真机载维护系统中各成员系统功能和模拟故障诊断BIT自检；所述中央维护计算机模块用于接收成员系统仿真模块处理发送的数据，并分析出故障结果发送给数据存储模块进行存储；所述状态监控模块采用状态监控与告警算法读取成员系统仿真模块中各传感器数据，并进行数据提取、监控与告警，同时状态监控模块还将获得的数据发送给数据存储模块进行储存；所述数据存储模块用于存储中央维护计算机模块和状态监控模块发送来的数据；所述故障显示模块用于显示故障报告，该故障显示模块与所述数据存储模块相连；

所述成员系统仿真模块包括机载系统仿真模块、仿真网络、算法选择模块、故障隔离模块；所述机载系统仿真模块用于模拟机载维护系统中各成员系统状态、典型飞行场景、各种机载传感器、并作为故障数据激励源为机载维护系统故障诊断仿真系统注入故障数据；所述仿真网络用于作为数据软总线，负责连接各个模块之间传递数据；所述算法选择模块用于接受仿真网络传递过来的控制指令，根据使用场景选择故障隔离模块中合适的故障诊断算法进行故障诊断；所述故障隔离模块用于模拟BIT自检，检查是否发生故障，并隔离机载维护系统中各成员系统的故障；

所述故障隔离模块包括单特征诊断、多特征诊断和多维度特征诊断；

所述单特征诊断接收来自机载系统仿真模块的数据后，先对数据进行滤波、降噪处理，再对数据进行CNN处理，再对CNN处理后的数据进行采样后进行LSTM网络梳理；在所述LSTM网络梳理的过程中，采用粒子群算法或者遗传算法或者蚁群算法对LSTM网络参数进行优化；经单特征诊断处理的数据发送给中央维护计算机模块进行故障趋势预测；

所述多特征诊断接收来自机载系统仿真模块的数据后，先将数据进行小波变换，再进行故障模式对比，然后基于Lance距离对数据进行加权，再进行LSTM网络梳理，再进行基于BP神经网络和证据理论的数据融合算法；经多特征诊断的数据发送给中央维护计算机模块进行故障状态诊断；

所述多维度特征诊断可接收来自机载系统仿真模块的数据，还可外接输入辅助文档信息；所述多维度特征诊断接收来自机载系统仿真模块的数据后，先将数据进行小波变换，再进行故障模式对比，然后基于Lance距离对数据进行加权，再进行LSTM网络梳理；所述多维度特征诊断将输入的辅助文档信息的非结构化数据变成结构化数据，并对比其冲突性、差异性及不确定性，再采用AHP层次分析法分析各指标的可信度；最后所述多维度特征诊断将LSTM网络梳理后的数据与经AHP层次分析法处理后的数据采用BP神经网络和证据理论的数据融合算法，发送给中央维护计算机模块进行故障状态及原因分析。

2.根据权利要求1所述的一种机载维护系统故障诊断仿真系统，其特征在于：所述故障显示模块可读取数据存储模块中的数据，并以图形化或者表格化形式显示故障报告；所述仿真管理模块包括仿真管理客户端和综合控制软件；所述仿真管理客户端用于客户端的仿真管理，所述综合控制软件用于对机载维护系统故障诊断仿真系统的集中式控制管理。

3.根据权利要求1所述的一种机载维护系统故障诊断仿真系统，其特征在于：所述机载系统仿真模块包括故障注入模块、IO接口仿真模块、航电仿真模块、非航电仿真模块、飞行仿真系统、飞行场景选择模块；所述IO接口仿真模块负责机载系统仿真模块内部各模块之间的数据交互，并负责与仿真网络之间的数据交互；所述飞行场景选择模块用于控制飞行仿真系统中飞机的飞行阶段、飞行状态、以及改变飞机所处飞行场景。

4.根据权利要求3所述的一种机载维护系统故障诊断仿真系统，其特征在于：所述故障注入模块可模拟典型民机的50种故障；所述IO接口仿真模块按照ICD文件进行仿真配置。

5.根据权利要求3所述的一种机载维护系统故障诊断仿真系统，其特征在于：所述航电仿真模块包括飞控系统仿真模型、自动飞行系统仿真模型、通信系统仿真模型、导航系统仿真模型。