飞行控制系统PHM中的不确定性传播分析与管理

The prognostic and health management (PHM) of flight control system is very important to enhance aircraft’s operation safety and protection level, and the availability of PHM system is decided by its output’s validity and credibility, however, it will be influenced by the different uncertainty during the PHM system’s operation. Based on our previous work and existing results, the uncertainty propagation analysis and management of flight control system’s PHM are proposed in this project: (1) based on uncertainty identification and characteristic analysis of system’s PHM, the uncertainty propagation analysis is studied by failure prognostic process modeling; (2) the complex multiple uncertainties’ impact on PHM’s output results is analyzed to assist PHM system design, and moreover, increase the validity and credibility of prognostic information. The research findings will be used to guide the flight control system’ PHM decision, guarantee the safety of aircraft’s continuous operation, which has important theoretical and practical value. Moreover, such techniques can be extended and applied to the other similar system PHM design.

飞行控制系统的预测与健康管理（Prognostic and Health Management, PHM）对于提高飞机运营安全和防护水平至关重要，PHM系统的可用性取决于其输出结果的有效性和可信度，而PHM系统实际运行过程中的各种不确定因素对此将产生重大影响。本项目拟在申请人前期研究的基础上，充分借鉴已有成果，研究飞控系统PHM中的不确定传播与管理问题：（1）在系统PHM各个环节不确定因素辨识和特征分析基础上，通过建立故障预测过程模型，研究系统失效预测中的不确定性传播机理；（2）通过分析失效预测中复杂多源不确定因素对输出结果的影响，辅助PHM系统设计，提高预测信息的有效可信度。从而为不确定条件下飞控系统PHM决策提供指导，确保飞行器持续运行过程的安全，理论与应用意义重大。项目研究成果还可在其它安全关键系统PHM设计与运营方面得到推广和应用。

作为最为重要的机载系统，飞行控制系统的健康运行对于保障飞行安全具有非常重要的作用。然而实际工程中，对包括飞行控制系统在内的机载系统开展预测与健康管理应用不可避免存在多个渠道的不确定性因素引入，导致其PHM输出结果的可信度大打折扣。.本项目针对这一问题开展的研究工作包括：（1）典型机型飞行控制系统技术资料和运行数据的收集、整理和健康监控参数遴选；（2）飞行控制系统PHM过程建模；（3）PHM运行过程多源不确定性分析，基于运行参数的不确定性特征提取；（4）多源不确定因素在飞行控制系统健康评估、预测等过程中的影响和传播机理研究；（5）分析复杂多源不确定性的影响，开展PHM系统设计过程优化方法研究，以提高PHM输出信息的可信度。.依托多个国产干支线飞机，国外民机运行数据开展了仿真分析，一方面验证了所提方法的有效性，一方面给出了飞行控制系统PHM研发过程参数遴选方法，不确定性因素的概率特征提取方法，以及不确定性条件下PHM输出结果的处理手段，所获得的方法还可应用到其他机载重要系统设备以及其他安全关键系统PHM设计过程。