题目：飞机电源系统智能故障诊断技术研究

随着飞机性能的日益提高，机载用电设备大幅增加，飞机电源系统的地位与作用变得愈发重要。电源系统不仅要保证足够的供电容量与质量，而且还要保证供电的高可靠性。电源系统在运行过程中一旦出现异常，则应具有及时检测、判断故障源并采取纠正或隔离措施的功能。传统的飞机电源系统故障诊断方法存在着硬件电路复杂，电路自身可靠性低，功能不易扩展，故障虚警率高，监测内容不全面等诸多缺陷。智能故障诊断方法是在传统故障诊断方法的基础上，应用近年来人工智能领域的最新成就，用基于小波、模糊等理论的先进算法替代硬件逻辑电路，达到充分扩展诊断内容、提高诊断质量、降低诊断成本的效果。本文运用当今智能故障诊断领域的最新成果，并借鉴其在地面电力系统的应用方法，在全面分析飞机电源系统故障模式的基础上，对飞机电源系统故障诊断方法进行智能化升级，取得的研究成果总结如下：1．利用粗糙集理论不需要提供待求解问题所需处理的数据集合之外的任何先验信息的特点，提出了应用于交直流配电系统的故障诊断规则自动获取方法，可有效解决故障诊断专家系统在知识获取方面的“瓶颈”。2．利用小波变换在时频两域都具有较好的表征信号局部特征的能力，通过对飞机电源系统整流装置输出电压在各个故障模式下频域特征的分析，选定了与频域特征相适应的小波母函数及变换尺度，在此基础上定义了“频带能量特征向量”作为故障检测的依据。该方法克服了传统傅立叶分析的固有缺陷，得到的故障特征向量符合灵敏性、鲁棒性的要求，可有效区分各故障模式。3．根据飞机交流电源系统的基波频率，以及可以反映故障特征的特征频率点，选定适当的小波基函数，并开发了相应的小波变换算法，使之成为飞机电源系统故障特征提取的优化算法，能够满足飞机处理器平台对实时性和算法复杂度的要求。4．针对飞机电源系统实时故障诊断的要求，设计了基于模糊推理的产生式规则专家系统，该系统利用已获得的各种故障的“频带能量特征向量”构造规则前提的权系数，并使用“模糊匹配”、“语义距离”等方法实现推理机制，使故障诊断在“一次性”推理中完成，经实验验证满足实时性、准确性的要求。5．将飞机电源系统智能故障诊断技术研究中得到的规则自动获取算法、故障特征自动提取算法、诊断推理算法、模糊匹配算法等在Windows环境下实现为软件包，为研究成果的评估工作提供依据，并为今后向机上的处理器平台移植提供成熟的代码程序。上述研究成果为下一代飞机电源系统BIT（Built-in Test）装备的升级提供理论基础、应用算法与实验论证，为飞机电源系统智能故障诊断技术由理论验证向实际应用的转化提供了可行性。