题目：飞参数据的异常值检测及仿真技术研究

本文基于实验室与三三二七厂的合作项目——“飞行数据管理仿真系统”展开研究。该系统主要包括飞行数据仿真系统和地面专家系统两部分。本文通过研究飞行数据异常值检测方法，检测异常值并得到“干净”的飞行数据，提供给飞行数据仿真系统接近真实的飞参数据，并进行信号仿真，同时标记为异常值的数据为地面专家系统提供了故障诊断和趋势预测的依据，有助于进行飞机健康状况监测和提高飞机的安全性能。另外，在设计和开发飞行信号仿真系统的过程中，针对分布式并行仿真系统诸多的技术细节，在进行了大量深入的仿真技术研究和实际工作环境相结合的基础上，提出了经实际验证富有效果的解决方法和设计思路。本文首先介绍了飞参数据的概况和孤立点检测技术的研究现状，研究了三种检测飞行数据异常值的方法以及结果分析的方法。其次，实现了飞行数据仿真系统中VXI控制部分的软件设计和开发，并自行设计和实现了LXI-VXI零槽控制器下ARINC429仪器驱动程序以及上位机数据收发软件，目前在飞行数据管理仿真系统中运行效果良好。本文论述的主要研究内容及成果包括：（1） 飞行数据异常值检测方法和结果分析方法在研究飞行数据特点和数据挖掘异常值检测算法以及聚类方法的基础上，重点研究和实现了三种检测飞行数据异常值的算法。首先改进了基于距离的异常值检测方法，从全局的角度出发提出了基于距离和算法，该检测方法易实现方法直观。其次采用了传统的滤波方法，在此基础上增加了窗口滤波的思想，从局部角度考虑数据异常值情况，并提出了有效的结果评价方法和评价系数，有助于使结果达到最优化。最后，利用径向基函数神经网络分析方法拟合飞行数据多维属性的输出目标参数，以达到检测异常值的目的，可用于分析飞机发动机输入和输出参数间关系以及目标参数异常值情况。在以上理论研究的基础上，设计了飞行数据异常值检测系统，建立了统一的软件平台。该平台以模块化、层次化的方式搭建，具有良好的开放性和可扩展性：一方面，平台可以继续容纳新的数据分析方法；另一方面，该平台也适用于其他领域进行数据异常点检测。（2） 飞参信号仿真技术研究和实现方法 在飞行数据管理仿真系统开发中，本人参与的部分是实现ARINC429信号、电阻信号、角同步器信号以及电源信号的同步仿真和信号采集子系统的设计和实现，以及上位机的人机交互界面实现。在Windows开发平台和LabVIEW RT系统下利用C++和LabVIEW实现了系统程序设计，采用了动态链接库、多线程技术、软件触发和定时器等关键技术解决了系统开发中的资源共享、代码重用、多任务操作和同步信号仿真采集的关键问题。（3） ARINC429仪器驱动的设计和实现 在开发飞行数据管理仿真系统过程中解决了ARINC429仪器原有驱动器在LXI-VXI零槽控制器下不能正常工作的问题，在Windows平台和LabWindows/CVI软件环境下，实现了基于EXC-4000母板和M4K429RT10模块在混合总线LXI-VXI零槽控制器下的仪器驱动程序。在VC++软件环境下开发了多通道多参数ARINC429信号的同步收发软件，并利用MA600飞机的ARINC429状态监控软件验证了上位机信号收发软件的正确可靠性。