[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

说明书

本发明公开了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，该机载维护系统故障诊断仿真系统包括仿真管理模块、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。本发明的机载维护系统故障诊断仿真系统及故障诊断仿真方法可实现机载维护系统成员系统仿真、可提供源源不断的故障数据来源、并能通过故障注入改变模型状态、更改产生的数据集及故障状态，可实现对机载维护系统的关键技术研究与验证，进而提升机载维护系统的研发技术水平。

技术领域

本发明涉及民用航空技术领域，具体涉及新研民用大型客机机载维护系统设计中的关键技术研究与验证，尤其是涉及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。

背景技术

根据ARINC624标准的定义：机载维护系统（Onboard Maintenance System, OMS）能实时对飞机各成员系统进行故障探测、故障处理、故障分析和故障整合。OMS系统功能决定了其与全机几乎所有的系统均有交联，是新研大型民用飞机设计重难点之一。在智能维护与预测性维护的背景下，OMS还是新研国产民机交付运营的重要支撑点，其客户化配置工具能充当空中运营维护与地面运营数据分析的媒介，故针对OMS系统的关键技术研究对新研国产大飞机具有重要意义。

目前欧美国家对于OMS的研究广泛而深入，以典型宽体客机A350与B787展开分析：空客飞机的OMS系统包括中央维护系统、飞机状态监控系统、数据机载与配置系统以及飞机运营维护分析系统；波音飞机的OMS系统包括中央维护计算功能、飞机状态监测功能、机载数据加载功能、机载储存管理功能以及飞机健康管理功能。由于国内民机研制起步较晚，C919和ARJ21飞机均选用国外供应商产品，故OMS在国产飞机中对供应商依赖较强。

目前，国内机载维护系统研究在数字化、信息化及智能化水平还有待提高，主要存在以下问题：1）缺乏有效的故障预测方法。传统的故障诊断方式主要是采用机务故障诊断方式是定期故障诊断体制，这种方式虽然比较简单，但是却无法对飞机的健康状况进行预测分析；2）缺乏准确的故障状态识别方法。传统的故障诊断中采用硬件冗余设计，通过双余度技术可以检测到故障的产生，但难以准确判断具体的故障信息；3）缺乏故障原因综合分析方法。机载维护系统获得传感器信号，只能表征飞机目前或一个时期的状况，无法对故障原因、飞机使用寿命等做出综合性判断；4）缺乏有效的仿真系统进行关键技术研究与验证。现在的故障诊断源头是从数据集开始诊断，不能有效进行故障注入、故障数据更改以及故障动态复现；5）缺乏多种方式可选择的综合诊断系统。传统的故障诊断只针对数据集，并使用的是单一方法诊断。因此，针对现阶段机载维护系统国产化研究存在的问题，有必要开展民机机载维护系统故障诊断仿真系统研究。通过该民机机载维护系统故障诊断的仿真系统，实现对机载维护系统的关键技术研究与验证，进而提升我国机载维护系统的技术水平。

根据目前国内技术的现状，国产大飞机制造商提出了“总体可比、适度差异、亮点突出、优势明显”的指导原则，新研飞机的OMS系统研发迫在眉睫。OMS系统对于设计端而言，机载维护系统作为所有机载系统的上层系统，需要与飞机所有系统进行交联，同时还需要对各个系统之间的故障级联进行分析、判断，这使得机载维护系统设计变得异常复杂；OMS系统对于运营端而言，机载维护系统在航司运营维护中处于核心地位，状态监控及故障诊断功能可以实现机载端绝大部分故障隔离。因此，开发出基于模型的机载维护系统故障诊断仿真系统及故障诊断仿真方法用于机载维护系统故障诊断方面的研究就显得尤为重要和迫在眉睫。

发明内容