CN109613904B - 用于通用飞机的健康管理方法及系统 - Google Patents

用于通用飞机的健康管理方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109613904B
CN109613904B CN201811290159.6A CN201811290159A CN109613904B CN 109613904 B CN109613904 B CN 109613904B CN 201811290159 A CN201811290159 A CN 201811290159A CN 109613904 B CN109613904 B CN 109613904B
Authority
CN
China
Prior art keywords
health
state
aircraft
general
key
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811290159.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109613904A (zh
Inventor
张桂刚
李素洁
苏海霞
王健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Original Assignee
Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Automation of Chinese Academy of Science filed Critical Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Priority to CN201811290159.6A priority Critical patent/CN109613904B/zh
Publication of CN109613904A publication Critical patent/CN109613904A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109613904B publication Critical patent/CN109613904B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0221—Preprocessing measurements, e.g. data collection rate adjustment; Standardization of measurements; Time series or signal analysis, e.g. frequency analysis or wavelets; Trustworthiness of measurements; Indexes therefor; Measurements using easily measured parameters to estimate parameters difficult to measure; Virtual sensor creation; De-noising; Sensor fusion; Unconventional preprocessing inherently present in specific fault detection methods like PCA-based methods

Abstract

本发明涉及飞机健康管理技术领域，具体涉及通用飞机的健康管理方法及系统。旨在解决如何提高飞机健康管理系统在通用飞机健康管理的适用性，以保证飞行安全和任务安全的技术问题。为此目的，本发明提供的用于通用飞机的飞机健康管理方法主要包括：实时获取预设的通用飞机关键子系统的状态参数；根据状态参数获取当前通用飞机的异常状态；根据预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估通用飞机的健康状态；根据健康状态获取通用飞机能够执行的飞机任务。基于上述步骤可以提高健康管理系统在通用飞机健康管理的适用性，保证飞机的飞行安全。

Description

用于通用飞机的健康管理方法及系统
技术领域
本发明涉及飞机健康管理技术领域，具体涉及用于通用飞机的健康管理方法及系统。
背景技术
随着通用飞机产业的快速发展，通用飞机的数量、种类越来越多，对于通用飞机的维修费用也日益升高。飞机健康管理技术对于提高飞机的安全性、维护性、降低运营成本等具有重要意义。目前的飞机健康管理方法及系统大多是根据大型客机、军用飞机的独特性而设计，在通用飞机上的应用还具有较大的局限性。
相应地，本领域需要一种新的健康管理方法及系统来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何提高健康管理系统在通用飞机健康管理的适用性，以保证飞行安全和任务安全的技术问题，为此目的，本发明的一方面，提供了一种用于通用飞机的飞机健康管理方法，所述飞机健康管理方法包括：
实时获取预设的所述通用飞机关键子系统的状态参数；
根据所述状态参数获取当前所述通用飞机的异常状态；
根据预先与所述异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估所述通用飞机的健康状态；
根据所述健康状态获取所述通用飞机能够执行的飞机任务。
进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：
“根据所述状态参数获取当前所述通用飞机的异常状态”的步骤包括：
判断所述状态参数是否大于等于预设的参数阈值：若是，则判定所述通用飞机的飞机状态为异常状态；若否，则判定所述通用飞机的飞机状态为正常状态。
进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：
“根据预先与所述异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估所述通用飞机的健康状态”的步骤包括：
提取所述预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数对应的参数特征；
基于预设的关键子系统的健康状态与预设的参数特征的对应关系，并且根据所提取的参数特征获取相应关键子系统的健康状态；
根据所获取的关键子系统的健康状态获取所述通用飞机的健康状态。
进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：
“根据所获取的关键子系统的健康状态获取所述通用飞机的健康状态”的步骤包括：
根据所述关键子系统及其健康状态构建子系统-健康关联矩阵；
获取所述关键子系统的健康评估权重；
根据所述子系统-健康关联矩阵与健康评估权重进行加权和计算，得到所述通用飞机的健康评估结果。
进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：
“根据所述健康状态获取所述通用飞机能够执行的飞机任务”的步骤包括：
基于预设的飞机健康状态与预设的飞机任务之间的对应关系，并且根据所述通用飞机的健康状态获取相应的飞机任务。
本发明的另一方面，还提供了一种用于通用飞机的健康管理系统，所述健康管理系统包括：
状态参数获取模块，配置为实时获取预设的所述通用飞机关键子系统的状态参数；
异常状态判断模块，配置为根据所述状态参数获取当前所述通用飞机的异常状态；
健康状态评估模块，配置为根据预先与所述异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估所述通用飞机的健康状态；
飞机健康管理模块，配置为根据所述健康状态获取所述通用飞机能够执行的飞机任务。
进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：
所述异常状态判断模块进一步配置为执行如下操作：
判断所述状态参数是否大于等于预设的参数阈值：若是，则判定所述通用飞机的飞机状态为异常状态；若否，则判定所述通用飞机的飞机状态为正常状态。
进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：
所述健康状态评估模块包括特征提取单元、关键子系统健康评估单元、飞机健康评估单元；
所述特征提取单元，配置为提取所述预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数对应的参数特征；
所述关键子系统健康评估单元，配置为基于预设的关键子系统的健康状态与预设的参数特征的对应关系，并且根据所提取的参数特征获取相应关键子系统的健康状态；
飞机健康评估单元，配置为根据所获取的关键子系统的健康状态获取所述通用飞机的健康状态。
进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：
所述飞机健康评估单元进一步配置为执行如下操作：
根据所述关键子系统及其健康状态构建子系统-健康关联矩阵；
获取所述关键子系统的健康评估权重；
根据所述子系统-健康关联矩阵与健康评估权重进行加权和计算，得到所述通用飞机的健康评估结果。
进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：
所述飞机健康管理模块进一步配置为执行如下操作：
基于预设的飞机健康状态与预设的飞机任务之间的对应关系，并且根据所述通用飞机的健康状态获取相应的飞机任务。
与最近接的现有技术相比，上述技术方法至少具有如下有益效果：
本发明提供的用于通用飞机的健康管理方法主要包括如下步骤：实时获取预设的通用飞机关键子系统的状态参数；根据状态参数获取当前通用飞机的异常状态；根据预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估通用飞机的健康状态；根据健康状态获取通用飞机能够执行的飞机任务。基于上述步骤可以提高健康管理系统在通用飞机健康管理的适用性，以保证任务安全和成功。
附图说明
图1为本发明实施例中一种用于通用飞机的健康管理方法的主要步骤示意图；
图2为本发明实施例中一种用于通用飞机的健康管理系统的主要结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如
参阅附图1，图1示例性示出了一种用于通用飞机的健康管理方法的主要步骤，如图1所示，本实施例提供的用于通用飞机的健康管理方法主要包括如下步骤：
步骤S101：实时获取预设的通用飞机关键子系统的状态参数。
具体地，关键子系统可以包括发动机子系统、飞行控制子系统等等。发动机子系统的状态参数可以包括发动机转速、发动机排气温度、发动机振动、燃油流量等等。飞行控制子系统的状态参数可以包括飞行高度、飞行速度、俯仰角、滚转角速率等等。实时获取预设关键子系统的状态参数用以判断通用飞机是否飞行正常。本实施例中可以采用信号检测算法、信号处理算法、状态识别算法等算法来实时获取关键子系统的状态参数。
步骤S102：根据状态参数获取当前通用飞机的异常状态。
具体地，判断状态参数是否大于等于预设的参数阈值：若是，则判定通用飞机的飞机状态为异常状态；若否，则判定通用飞机的飞机状态为正常状态。例如，发动机的转速高于预设的转速阈值，则认为发动机转速过高。燃油流量大于预设的燃油流量阈值，则认为燃油流量异常。需要说明的是，还可以采用层次分析法、模糊聚类算法等算法来获取当前通用飞机的异常状态。
步骤S103：根据预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估通用飞机的健康状态。
具体地，提取预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数对应的参数特征；基于预设的关键子系统的健康状态与预设的参数特征的对应关系，并且根据所提取的参数特征获取相应关键子系统的健康状态；根据关键子系统及其健康状态构建子系统-健康关联矩阵；获取关键子系统的健康评估权重；根据子系统-健康关联矩阵与健康评估权重进行加权和计算，得到通用飞机的健康评估结果。
本实施例中，通用飞机健康状态可以分为健康、亚健康、可用、危险、报废。参数特征可以是状态参数对应的均值、峰值、频率特征等。关键子系统的健康评估权重可以是根据关键子系统对飞机健康状态的影响程度确定，也可以是根据通用飞机自身性能确定。将子系统-健康关联矩阵与健康评估权重进行加权和计算，可以是将子系统-健康关联矩阵与健康评估权重相乘。需要说明的是，通用飞机的健康评估还可以采用主要成分分析算法、聚类分析算法、模式识别算法、系统辨识算法中的一种或多种组合来得到通用飞机的健康状态。
步骤S104：根据健康状态获取通用飞机能够执行的飞机任务。
具体地，基于预设的飞机健康状态与预设的飞机任务之间的对应关系，并且根据通用飞机的健康状态获取相应的飞机任务。该飞机任务是以任务安全与成功为前提的任务。本实施例中采用任务-健康关联矩阵来来表征飞机健康状态与飞机任务之间的对应关系。该任务-健康关联矩阵可以进行优化，以提高飞机任务的安全性。
基于与方法实施例相同的发明构思，本实施例还提供了一种用于通用飞机的健康管理系统。下面结合附图对本实施例提供的用于通用飞机的健康管理系统进行详细说明。
参阅附图2，图2示例性示出了用于通用飞机的健康管理系统的主要结构，如图2所示，该健康管理系统主要包括：
状态参数获取模块11，配置为实时获取预设的所述通用飞机关键子系统的状态参数；
异常状态判断模块12，配置为根据所述状态参数获取当前所述通用飞机的异常状态；
健康状态评估模块13，配置为根据预先与所述异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估所述通用飞机的健康状态；
飞机健康管理模块14，配置为根据所述健康状态获取所述通用飞机能够执行的飞机任务。
在一些可选的实施例中，异常状态判断模块11进一步配置为执行如下操作：判断状态参数是否大于等于预设的参数阈值：若是，则判定通用飞机的飞机状态为异常状态；若否，则判定通用飞机的飞机状态为正常状态。
在一些可选的实施例中，健康状态评估模块13可以包括特征提取单元、关键子系统健康评估单元、飞机健康评估单元。特征提取单元，配置为提取预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数对应的参数特征。关键子系统健康评估单元，配置为基于预设的关键子系统的健康状态与预设的参数特征的对应关系，并且根据所提取的参数特征获取相应关键子系统的健康状态。飞机健康评估单元，配置为根据所获取的关键子系统的健康状态获取通用飞机的健康状态。
在一些可选的实施例中，飞机健康评估单元进一步配置为执行如下操作：根据关键子系统及其健康状态构建子系统-健康关联矩阵；获取关键子系统的健康评估权重；根据子系统-健康关联矩阵与健康评估权重进行加权和计算，得到通用飞机的健康评估结果。
在一些可选的实施例中，飞机健康管理模块14进一步配置为执行如下操作：基于预设的飞机健康状态与预设的飞机任务之间的对应关系，并且根据通用飞机的健康状态获取相应的飞机任务。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的方法步骤及系统，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于通用飞机的健康管理方法，其特征在于，所述健康管理方法包括：
实时获取预设的所述通用飞机关键子系统的状态参数；
根据所述状态参数获取当前所述通用飞机的异常状态；
根据预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估所述通用飞机的健康状态；以及
根据所述健康状态获取所述通用飞机能够执行的飞机任务；
其中，“根据预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估所述通用飞机的健康状态”的步骤具体包括：
提取与所述预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数对应的参数特征；
基于预设的关键子系统的健康状态与预设的参数特征的对应关系，并且根据所提取的参数特征获取相应关键子系统的健康状态；以及
根据所获取的关键子系统的健康状态获取所述通用飞机的健康状态，该步骤具体包括：
根据所述关键子系统及其健康状态构建子系统-健康关联矩阵；
获取所述关键子系统的健康评估权重；以及
根据所述子系统-健康关联矩阵与健康评估权重进行加权和计算，得到所述通用飞机的健康评估结果。
2.根据权利要求1所述的用于通用飞机的健康管理方法，其特征在于，“根据所述状态参数获取当前所述通用飞机的异常状态”的步骤包括：
判断所述状态参数是否大于等于预设的参数阈值：若是，则判定所述通用飞机的飞机状态为异常状态；若否，则判定所述通用飞机的飞机状态为正常状态。
3.根据权利要求1或2所述的用于通用飞机的健康管理方法，其特征在于，“根据所述健康状态获取所述通用飞机能够执行的飞机任务”的步骤包括：
基于预设的飞机健康状态与预设的飞机任务之间的对应关系，并且根据所述通用飞机的健康状态获取相应的飞机任务。
4.一种用于通用飞机的健康管理系统，其特征在于，所述健康管理系统包括：
状态参数获取模块，配置为实时获取预设的所述通用飞机关键子系统的状态参数；
异常状态判断模块，配置为根据所述状态参数获取当前所述通用飞机的异常状态；
健康状态评估模块，配置为根据预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数，评估所述通用飞机的健康状态；以及
飞机健康管理模块，配置为根据所述健康状态获取所述通用飞机能够执行的飞机任务；
其中，所述健康状态评估模块包括特征提取单元、关键子系统健康评估单元、飞机健康评估单元；
所述特征提取单元，配置为提取与所述预先与异常状态关联的关键子系统的状态参数对应的参数特征；
所述关键子系统健康评估单元，配置为基于预设的关键子系统的健康状态与预设的参数特征的对应关系，并且根据所提取的参数特征获取相应关键子系统的健康状态；以及
飞机健康评估单元，配置为根据所获取的关键子系统的健康状态获取所述通用飞机的健康状态，具体配置为执行如下操作：
根据所述关键子系统及其健康状态构建子系统-健康关联矩阵；
获取所述关键子系统的健康评估权重；以及
根据所述子系统-健康关联矩阵与健康评估权重进行加权和计算，得到所述通用飞机的健康评估结果。
5.根据权利要求4所述的用于通用飞机的健康管理系统，其特征在于，所述异常状态判断模块进一步配置为执行如下操作：
判断所述状态参数是否大于等于预设的参数阈值：若是，则判定所述通用飞机的飞机状态为异常状态；若否，则判定所述通用飞机的飞机状态为正常状态。
6.根据权利要求4或5所述的用于通用飞机的健康管理系统，其特征在于，所述飞机健康管理模块进一步配置为执行如下操作：
基于预设的飞机健康状态与预设的飞机任务之间的对应关系，并且根据所述通用飞机的健康状态获取相应的飞机任务。
CN201811290159.6A 2018-10-31 2018-10-31 用于通用飞机的健康管理方法及系统 Active CN109613904B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811290159.6A CN109613904B (zh) 2018-10-31 2018-10-31 用于通用飞机的健康管理方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811290159.6A CN109613904B (zh) 2018-10-31 2018-10-31 用于通用飞机的健康管理方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109613904A CN109613904A (zh) 2019-04-12
CN109613904B true CN109613904B (zh) 2021-01-29

Family

ID=66002892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811290159.6A Active CN109613904B (zh) 2018-10-31 2018-10-31 用于通用飞机的健康管理方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109613904B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111241694B (zh) * 2020-01-16 2023-07-14 超越科技股份有限公司 一种基于大数据处理的飞机机群健康评估方法，设备及可读存储介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103279081B (zh) * 2013-05-02 2016-03-16 广州航新航空科技股份有限公司 一种航空健康控制系统
CN104635507A (zh) * 2013-11-12 2015-05-20 中国商用飞机有限责任公司 飞机运行实时监控系统的仿真验证系统
CN104062446B (zh) * 2014-06-16 2016-03-09 中国飞机强度研究所 一种飞机结构健康监测集成系统及方法
CN106741993A (zh) * 2015-11-23 2017-05-31 中航贵州飞机有限责任公司 飞机健康监测与管理系统
CN106228176A (zh) * 2016-06-29 2016-12-14 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种基于工况数据检测设备状态的方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN109613904A (zh) 2019-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106888205B (zh) 一种非侵入式基于功耗分析的plc异常检测方法
CN111435557B (zh) 用于检测机器部件问题的故障检测装置
CN113469060A (zh) 多传感器融合卷积神经网络航空发动机轴承故障诊断方法
CN111563524A (zh) 一种多站融合系统运行态势异常监测和告警合并方法
CN110987439B (zh) 一种基于Logistics回归和Xgboost模型的航空发动机故障预测方法
CN107403279B (zh) 一种输油泵工况自适应状态预警系统及方法
CN111125841A (zh) 飞机发动机的健康评估方法、计算机设备和存储介质
CN111241694B (zh) 一种基于大数据处理的飞机机群健康评估方法，设备及可读存储介质
US8564457B2 (en) Method and a system for characterizing and counting violations of a threshold by an aircraft engine operating parameter
CN109613904B (zh) 用于通用飞机的健康管理方法及系统
CN107991552A (zh) 一种重复使用运载器寿命评估及预测系统及方法
CN111580498A (zh) 一种基于随机森林的飞机环控系统气冷设备鲁棒故障诊断方法
CN110032167A (zh) 基于局部线性嵌入的卫星姿态控制系统微小故障检测方法
CN110781612A (zh) 滚珠丝杠的故障诊断方法、装置、计算机设备和存储介质
US20200298995A1 (en) Edge computing based airplane auxiliary power unit health monitoring system
CN113283315B (zh) 一种多飞行状态直升机故障动态监测告警方法
Pecho et al. Vibration fault detection of fuel pump using Recurrence Quantification Analysis
CN106656618A (zh) 基于通信量分析的通信铁塔传感器异常识别方法及系统
CN113955149B (zh) 一种电机系统的健康诊断方法和装置
CN115859791A (zh) 一种航空发动机剩余寿命预估方法和装置
CN115632808A (zh) 针对入侵检测模型的威胁感知方法及装置
CN115001940A (zh) 一种基于人工智能的关联性安全态势分析方法
CN115270926A (zh) 一种飞机飞行异常检测方法及系统
CN110657031A (zh) 飞机发动机喘振识别方法
CN111552921A (zh) 一种用于异常检测的飞行数据预处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant