面向航电系统的故障演化机理研究

To ensure the safety and stability during the operation of avionics system in civil aircraft, and to enable the fast and efficient maintenance of the avionics system, it is of great importance to conduct an in-depth study on fault evolution mechanism of modern avionics system with complicated architecture. However, the current fault diagnosis methods of avionics system are limited to the study on the fault discreteness and randomness characteristics, requiring more work on the solutions on that effected by the continuous characteristics. In the project, both the discrete and continuous characteristics are considered for fault evolution mechanism of avionics system, and step length difference control method would be proposed in the evolution process, and further research on the two-dimensional fault evolution among multiple fault sources is done referring to that of single fault source, and the proposed methods would be verified based on a avionics system simulation model. The research would provide fresh theoretical method with feasibility and practicability for the fault evolution. It is also of tremendous theoretical significance and great practical value, as it will provide the technological support for the safe operation and deep maintenance for the avionic system.

为了保障民用飞机航电系统运行的安全性、稳定性，以及维护维修的快速性、有效性，有必要对现代具有复杂架构的航电系统的故障演化机理进行深入研究。但是，目前的航电系统故障诊断方法大多处于故障的离散随机特性讨论之中，缺少关于故障受连续特性影响的解决方法。本课题既考虑故障在离散因素影响下的演化机理，又考虑故障受连续特性影响的演化机理，并解决演化过程中的步长控制问题，提出单故障源的二维故障演化机理模型和推理方法，同时进一步考虑多故障源的故障演化问题，并在所建立的航电系统仿真模型上验证所提方法。通过该项目的研究，为解决航电系统故障演化问题提供具有可行性和实用性的理论方法，为航电系统的安全可靠运行、深度维护维修提供技术保障，不仅具有重要的理论意义，而且具有较强的实际应用价值。

为了保障民用飞机航电系统运行的安全性、稳定性、可靠性，以及维护维修的快速性、有效性，有必要对现代具有复杂架构的航电系统的故障演化机理进行深入研究。但是，目前的航电系统故障诊断方法大多处于故障的离散随机特性讨论之中，缺少关于故障受连续特性影响的解决方法。围绕该问题，本项目从航电系统的层次化建模、故障混杂演化模型的构建、单源、多源故障的演化机理等方面开展方法研究和试验工作。.在航电系统的层次化建模方面，从分析研究对象架构及工作原理出发，将AADL语义概念与研究对象组件进行映射，建立系统架构模型，为故障演化模型的建立提供机理支持和理论依据。在故障演化机理研究方面，首先确定了故障混杂演化模型的结构，包括三个部分，即离散对象部分、连续对象部分以及在线交互部分，建立故障混杂演化模型，在已知混杂演化模型中节点的故障概率等参数的前提下，依据故障传播强度确定最可能传播路径。在多源故障演化推理过程中，在小世界网络的启发下，当发生多个故障时，首先判定各个故障源所处的故障状态空间，在每个故障状态空间内的故障演化按照前述的单故障源故障演化方法进行，当有故障状态空间之间的传播时根据长程连接的故障传播强度确定传播路径。最后，以某民用飞机多电系统为例进行了仿真验证。本项目形成的航电系统层次化模型、故障混杂演化机理研究成果，可为我国民用飞机航电系统的设计、故障诊断、维护以及进一步的升级改装安全性保障工作提供原理和方法支持。