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题目:机载健康管理系统演示验证平台研究

关键词:预测与健康管理;混合推理;异常监测;故障诊断

  摘要

预测与健康管理技术是自主式后勤保障的核心技术。机载健康管理系统作为预测与健康管理技术的实时应用,不仅能够通过自主式后勤减少武器的使用与维护费用,更能够提高载具的安全性,人员安全性以及任务的完成率。针对目前国内大部分研究团体对健康管理研究还处于理论研究这一现状,本论文面向预测与健康管理技术的实际应用,搭建并实现一套机载健康管理系统,并对其功能进行展示,对其性能进行了验证。本文首先研究了健康管理的国际标准与已有应用方案,在总结其优点,分析其缺点的基础上,按照机载健康管理系统的需求,搭建了一套面向应用的支持混合推理与分层分布操作的机载健康管理系统架构。随后研究了适用于机载环境下的硬件平台与实时操作系统VxWorks,并完成了1553B板卡驱动的移植。在VxWorks操作系统上,依靠分层与模块化的编程思想,完成了支持混合推理与分层分布操作的健康管理系统。并且系统具有模块接口统一,支持多推理机并行推理与安全关键性监测,高度的数据共享,支持推理机灵活替换与第三方插件和标准化的数据传输的特性。而后研究了几种典型的健康管理推理机,并在搭建的健康管理系统基础上,实现了IMS、TEAMS-RT和贝叶斯网络推理机。其中IMS是基于数据的异常监测推理机,最大优点是能够实现实时监测;TEAMS-RT推理机是基于模型的故障诊断推理机;贝叶斯网络推理机是基于目标的贝叶斯模型的故障诊断推理机。最后建立了机载健康管理系统的演示与验证平台,对机载健康管理系统的功能进行演示,对其性能进行评估。平台由模型仿真节点,机载健康管理节点和综合信息显示与验证节点组成。模型仿真节点能够驱动Simulink模型产生仿真数据,并能够对模型进行故障注入,模拟故障数据。综合信息显示与验证节点,通过对平台总线的监控,获取模型仿真节点与健康管理节点的所有输出数据,对仿真模型和各个推理机的详细信息进行显示,并抓取推理机与健康管理系统相关的运行参数,对其进行评估。