● 摘要
由于人为失误、材料缺陷、制造误差及使用环境波动等因素的影响以及疲劳、磨损和老化等效应的存在，在飞机飞行过程中不可避免地会发生各种故障，可能会引起灾难性的后果。惯性导航组件是飞机导航系统的关键部件，也是故障率最高、最昂贵的设备之一，所以其安全性和可靠性显得尤为重要。
本论文以C919大型飞机采用的捷联惯性导航系统为研究核心，以实验室与中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心的合作项目——“大型民机综合健康管理系统研究”为背景，深入研究了惯性导航系统的故障检测及相关技术，并且搭建了惯性导航故障检测系统仿真平台，为我国大型民用飞机的惯性导航系统故障检测提供技术支持。
论文主要包括：
1.设计并实现了C919大型飞机惯性导航系统半物理仿真平台。本平台由轨迹发生器、惯性器件仿真器和PXI板卡模拟输出模块组成，开发了仿真软件和板卡驱动程序。该平台可以模拟霍尼韦尔IR-600 Laseref Ⅵ型惯性参考单元正常输出信号（三个激光陀螺脉冲信号和三个石英加速度计电流信号），还可进行特定故障信号仿真，为惯性导航故障检测系统提供数据源。平台具有可扩展性，通过配置仿真平台参数可以仿真其他型号的激光惯性导航系统。
2.设计并实现了飞机飞行视景仿真软件。该软件基于Vega Prime / Multigen Creator以及MFC平台编写，具有3D显示功能，用户以飞机飞行视角观察，增强了飞机飞行轨迹仿真过程中对飞机飞行状态的直观了解。
3.设计并建立了惯性导航故障检测系统。本系统采用专家系统的方法以离线的方式对C919大型飞机惯性导航系统进行故障检测，并给出故障建议。从性能参数方面对激光惯性导航系统故障进行分析，设计了惯性导航系统各项性能测试方案、提取出用于故障检测的故障征兆以及建立了故障知识库。该系统具有开放的知识库，支持领域专家及使用者对知识库进行维护。使用Visual Studio 2010实现了惯性导航故障检测系统软件平台，并利用惯性导航系统仿真平台，对其实际应用效果进行了验证，实验结果表明：该系统能有效地检测出惯性元件主要故障。