RU2559401C1 - Diagnostic of aircraft service systems operating conditions - Google Patents

Diagnostic of aircraft service systems operating conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2559401C1
RU2559401C1 RU2014112536/11A RU2014112536A RU2559401C1 RU 2559401 C1 RU2559401 C1 RU 2559401C1 RU 2014112536/11 A RU2014112536/11 A RU 2014112536/11A RU 2014112536 A RU2014112536 A RU 2014112536A RU 2559401 C1 RU2559401 C1 RU 2559401C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
controller
service system
inputs
diagnostic
Prior art date
Application number
RU2014112536/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Григорьевич Козлов
Павел Александрович Захаров
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш)
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш)
Priority to RU2014112536/11A priority Critical patent/RU2559401C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559401C1 publication Critical patent/RU2559401C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: claimed method comprises comparison with availability factor Kava with its threshold magnitude. For every aircraft service system SS, a required set of diagnostics components is composed by of neuronet analytical-simulation model of service systems, controller of SS signals parameters departure, controller of SS operating conditions and controller of SS diagnostics attributes array. Input signals are fed simultaneously to SS and analytical-simulation model inputs. Output signals of said system are fed to inputs of controller of SS signals parameters departure to define the difference in signals. The latter are transmitted to inputs of controller of SS operating conditions to compute partial factors of stability Kspf. Magnitudes of the latter are transmitted to inputs of controller of SS diagnostics attributes array, as well as other indices of reliability, longer life, etc, with the help of recommendations and formulae specified by GOST 27002-89 and GOST R 53111-2008. Computed magnitudes are used to generate the array of diagnostics data to be written in memory of controller of SS diagnostics attributes array.
EFFECT: enhanced diagnostics of aircraft service systems.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиакосмической промышленности и может быть использовано для непрерывного неразрушающего контроля и диагностирования технического состояния служебных систем летательного аппарата (ЛА) в течение всего периода его эксплуатации.The invention relates to the field of aerospace industry and can be used for continuous non-destructive testing and diagnosing the technical condition of the aircraft's service systems (LA) throughout the entire period of its operation.

Известен ряд способов контроля и диагностирования технического состояния служебных систем («Способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта диагностики по данным измерительной информации» / RU 2145735, опубликовано 20.02.2000, - [Д1]; «Способ динамического контроля тупиковых ситуаций инфокоммуникационных систем и устройство для его осуществления» / Патент №2502123 от 20.12.2013 г. - [Д2]).A number of methods are known for monitoring and diagnosing the technical condition of service systems (“A method for monitoring and evaluating the technical condition of a multi-parameter diagnostic object according to measurement information” / RU 2145735, published on 02.20.2000, - [D1]; “A method for dynamically monitoring deadlocks of information and communication systems and device for its implementation ”/ Patent No. 2502123 dated 12/20/2013 - [D2]).

В качестве аналога изобретения выбрано техническое решение, описанное в Д1. Недостатком аналога следует отметить отсутствие какой-либо эталонной модели многопараметрического объекта (служебной системы). Диагностирование технического состояния происходит путем сравнения текущего состояния многопараметрического объекта диагностики и априорно составленной структурно-функциональной схемы состояний структурных элементов, построенной из базовых структурных описаний. Такой способ не учитывает динамики меняющихся состояний как внешних возмущающих факторов, так и служебных систем ЛА.As an analogue of the invention, the technical solution described in D1 is selected. A disadvantage of the analogue is the absence of any reference model of a multiparameter object (service system). The technical condition is diagnosed by comparing the current state of the multi-parameter diagnostic object and the a priori composed structural-functional state diagram of structural elements constructed from basic structural descriptions. This method does not take into account the dynamics of changing states of both external disturbing factors and the aircraft's service systems.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по сути технического решения является «Способ динамического контроля тупиковых ситуаций инфокоммуникационных систем и устройство для его осуществления» [Д2]. Указанное техническое решение имеет аналогичное назначение, что и заявленное, и поэтому выбрано прототипом.Closest to the claimed invention in essence, the technical solution is “A method for dynamic monitoring of deadlocks of infocommunication systems and a device for its implementation” [D2]. The specified technical solution has a similar purpose as stated, and therefore selected as a prototype.

В прототипе технический результат достигается тем, что проводится динамический контроль инфокоммуникационной системы, при этом определяют значения: λ r i т

Figure 00000001
- интенсивности отказов критического технического ресурса r, h r j п
Figure 00000002
- интенсивности отказов rjп критического программного ресурса, размера q зоны буферной памяти узла, транслируют на пункт контроля определенные значения λ r i т ,
Figure 00000003
h r j п
Figure 00000004
и q, задают на пункте контроля значение tвнп - временного интервала планируемого выполнения процессов и вычисляют коэффициент готовности - Кг по формуле:In the prototype, the technical result is achieved by the fact that dynamic control of the infocommunication system is carried out, while the values are determined: λ r i t
Figure 00000001
- the failure rate of the critical technical resource r i h r j P
Figure 00000002
- the failure rate r jп of the critical program resource, the size q of the zone of the buffer memory of the node, transmit certain values to the control point λ r i t ,
Figure 00000003
h r j P
Figure 00000004
and q, set at the control point the value of t GNP - the time interval of the planned process execution and calculate the availability factor - K g by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где:Where:

λ r i т

Figure 00000006
- математическое ожидание интенсивности отказов критического технического ресурса r; λ r i t
Figure 00000006
- the mathematical expectation of the failure rate of the critical technical resource r i ;

i=1, 2, 3, … - текущий индекс критического технического ресурса r;i = 1, 2, 3, ... - the current index of the critical technical resource r it ;

tвнп - временной интервал планируемого выполнения процессов;t vnp - the time interval of the planned execution of processes;

h r j п

Figure 00000007
- интенсивность отказов критического программного ресурса rjп; h r j P
Figure 00000007
- the failure rate of the critical software resource r jп ;

j=1, 2, 3, … - текущий индекс критического программного ресурса rjп;j = 1, 2, 3, ... - the current index of the critical software resource r jп ;

k - порядок аппроксимирующего распределения Эрланга с параметром @э - интенсивности пуассоновского потока в узел для целого значения размера q зоны буферной памяти узла системы;k is the order of the approximating Erlang distribution with the parameter @ e - the intensity of the Poisson stream to the node for an integer value of the size q of the buffer zone of the system node;

n=1, 2, 3, … - текущий индекс зоны буферной памяти в системе;n = 1, 2, 3, ... - the current index of the buffer memory zone in the system;

N - общее количество зон буферной памяти в системе,N is the total number of buffer memory zones in the system,

сравнивают определенный в динамике функционирования системы коэффициент готовности - Кгтр с пороговым уровнем Кгтр (0) и при выполнении условия:compare the availability factor determined in the dynamics of the system’s functioning - K gtr with a threshold level of K gtr (0) and when the condition is met:

Кгтргтр (0) K gtr <K gtr (0)

делают вывод о наличии тупиковых ситуаций в служебной системе.conclude that there are deadlocks in the service system.

Недостатком прототипа является отсутствие полноты диагностирования. Однако использование прототипа и реализация на его основе определенного алгоритма и необходимых функций процесса диагностирования с использованием предложенных формул и формул из ГОСТ позволяют получить заявленный в изобретении технический результат.The disadvantage of the prototype is the lack of completeness of diagnosis. However, the use of the prototype and the implementation on its basis of a specific algorithm and the necessary functions of the diagnostic process using the proposed formulas and formulas from GOST allow us to obtain the technical result claimed in the invention.

Основой любого метода диагностирования является диагностическая модель контролируемого объекта, т.е. формальное описание работоспособного состояния ЛА, позволяющее по известным значениям входных параметров моделировать и вычислять с заданной точностью значения его выходных параметров (ГОСТ 20911-89 «Техническая диагностика. Термины и определения» - [Д3]).The basis of any diagnostic method is a diagnostic model of a controlled object, i.e. a formal description of the aircraft’s operational state, which allows to model and calculate the values of its output parameters according to known values of the input parameters (GOST 20911-89 “Technical Diagnostics. Terms and Definitions” - [D3]).

Для решения подобных задач широко применяются так называемые регрессионные модели. Такая модель представляет собой функциональную зависимость (уравнение регрессии), описывающую изменение выходных параметров объекта, когда известны изменения его входных параметров.To solve such problems, the so-called regression models are widely used. Such a model is a functional dependence (regression equation) that describes the change in the output parameters of an object when changes in its input parameters are known.

Схема процесса диагностирования технического состояния служебных систем ЛА, построенного с помощью регрессионной и нейросетевой аналитико-имитационной моделей, представлена на чертеже. В технической литературе приведены описания моделей и применяемые методологические подходы при реализации процедур диагностирования (Методические указания / «Техническая диагностика. Определение параметров технического состояния объектов диагностирования по косвенным параметрам на основе регрессионных моделей.» / РД 50-491-84 / Утверждены Постановлением Госстандарта от 24 июля 1984 г. №2578 - [Д4]; Иванов А.И. / «Подсознание искусственного интеллекта: программирование автоматов нейросетевой биометрии языком их обучения» /Россия, Пенза - 2012, Электронная книга, издательства ОАО «ПНИЭИ» - 125 с. - [Д5]).A diagram of the process of diagnosing the technical condition of aircraft service systems built using regression and neural network analytical and simulation models is presented in the drawing. The technical literature provides descriptions of models and applied methodological approaches to the implementation of diagnostic procedures (Guidelines / “Technical Diagnostics. Determining the Technical State of Diagnostic Objects by Indirect Parameters Based on Regression Models.” / RD 50-491-84 / Approved by the Resolution of the State Standard of 24 July 1984, No. 2578 - [D4]; Ivanov AI / “The Subconscious of Artificial Intelligence: Programming Automatons of Neural Network Biometry with the Language of Their Training” / Russia, Penza - 2012, Elek throne book, publishing houses of OJSC PNIII - 125 pp. - [D5]).

При выборе математического аппарата диагностических моделей для решения практических задач контроля технического состояния ЛА необходимо учитывать не только точность моделирования, но и удобство его реализации в пользовательских приложениях. Одновременно должны обеспечиваться: возможность дообучения по мере накопления экспериментальных данных, инвариантность по отношению к особенностям функционирования объекта диагностирования, к количеству его входных параметров и др.When choosing the mathematical apparatus of diagnostic models for solving practical problems of controlling the technical state of an aircraft, it is necessary to take into account not only the accuracy of modeling, but also the convenience of its implementation in user applications. At the same time, they must be provided: the possibility of retraining as experimental data accumulate, invariance with respect to the features of the functioning of the diagnostic object, the number of its input parameters, etc.

В связи с этим интерес для оперативного контроля и диагностирования технического состояния служебных систем ЛА представляет аппарат искусственных нейронных сетей (ИНС или просто нейросетей), позволяющий решить большинство поставленных задач, и построенная по этим принципам нейросетевая аналитико-имитационная модель служебных систем ЛА для осуществления способа диагностирования, предложенного в данном изобретении.In this connection, the apparatus for artificial neural networks (ANN or just neural networks), which allows to solve most of the tasks, and the neural network analytical and simulation model of the aircraft service systems based on these principles for implementing the diagnostic method, are of interest for operational monitoring and diagnosing the technical condition of aircraft service systems proposed in this invention.

Нейросеть представляет собой совокупность искусственных нейронов, определенным образом соединенных друг с другом и с внешней средой с помощью связей, определяемых весовыми коэффициентами. Свойства и возможности нейросети зависят от ее структуры и видов функций, реализуемых нелинейным преобразователем. Большинство задач технической диагностики успешно решаются с помощью многослойных нейросетей прямого распространения, в которых искусственные нейроны располагаются слоями (Амосов О.С. «Интеллектуальные информационные системы. Нейронные сети и нечеткие системы»: Учеб. Пособие / О.С. Амосов. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2004. - 104 с. - [Д6]).A neural network is a set of artificial neurons that are connected in a certain way to each other and to the external environment using connections determined by weighting factors. The properties and capabilities of a neural network depend on its structure and types of functions implemented by a nonlinear converter. Most of the problems of technical diagnostics are successfully solved with the help of multilayer direct distribution neural networks in which artificial neurons are arranged in layers (Amosov OS “Intelligent information systems. Neural networks and fuzzy systems”: Textbook. Manual / OS Amosov. - Komsomolsk- on Amur: GOUVPO KnAGTU, 2004. - 104 p. - [D6]).

Для того чтобы работа нейросети (т.е. реакция ее выходов на изменение входов) точно соответствовала работе реальной служебной системы ЛА, ее обучают, т.е. подбирают значения весов таким образом, чтобы разница между значениями выходов сети и соответствующих выходов реальной служебной системы ЛА была минимальной. Для обучения используются значения входных и выходных параметров реального ЛА, измеренные в процессе его эксплуатации (так называемая обучающая выборка). Обучение сети выполняется в автоматическом режиме с использованием специальных обучающих алгоритмов (В.А. Шустов / «Ускорение обучения нейронной сети с отбором обучающих примеров» / Самарский государственный аэрокосмический университет, Институт систем обработки изображений РАН, Международный центр научной и технической информации, Компьютерная оптика, выпуск 24 - 2002 - [Д7]).In order for the operation of a neural network (i.e., the reaction of its outputs to a change in inputs) to exactly correspond to the work of a real aircraft service system, it is trained, i.e. select the weight values so that the difference between the values of the network outputs and the corresponding outputs of the real aircraft service system is minimal. For training, the values of the input and output parameters of a real aircraft, measured during its operation (the so-called training sample), are used. Network training is carried out automatically using special training algorithms (V. A. Shustov / “Acceleration of neural network training with the selection of training examples” / Samara State Aerospace University, Institute of Image Processing Systems RAS, International Center for Scientific and Technical Information, Computer Optics, issue 24 - 2002 - [D7]).

Аппарат искусственных нейронных сетей позволяет решать задачу оценки работоспособности служебных систем ЛА как отдельных функционально обособленных систем (блоков), при этом ЛА рассматривается как система взаимосвязанных служебных систем, работа каждой из которых моделируется отдельной нейросетью.The apparatus of artificial neural networks allows us to solve the problem of assessing the performance of aircraft service systems as separate functionally separate systems (blocks), while the aircraft is considered as a system of interconnected service systems, each of which is modeled by a separate neural network.

То есть диагностическая модель ЛА в данном изобретении представляет собой нейросетевой диагностический комплекс, связи между нейросетями которого соответствуют связям между служебными системами реального ЛА. (Журнал «Локомотив», №07-2012/ А.В. Грищенко, «Аппарат искусственных нейронных сетей для диагностики современного локомотива» - [Д8]). В случае ухода выходных параметров за допустимые пределы или отказа объекта результатом работы комплекса будет не просто заключение о его неработоспособном состоянии, но и определение места и причины нештатной ситуации или отказа элемента, или блока.That is, the diagnostic model of the aircraft in this invention is a neural network diagnostic complex, the connections between the neural networks of which correspond to the connections between the service systems of a real aircraft. (Magazine "Locomotive", No. 07-2012 / A.V. Grishchenko, "The apparatus of artificial neural networks for the diagnosis of a modern locomotive" - [D8]). If the output parameters go beyond the permissible limits or the object fails, the result of the complex’s operation will not only be a conclusion about its inoperative state, but also a determination of the place and cause of the emergency or the failure of the element or unit.

В соответствии с ГОСТ 27002-89 и ГОСТ Р 53111-2008 функционирование любой служебной системы ЛА оценивают через показатели ее устойчивости (Козлов В.Г. и др. «Об устойчивости функционирования инфокоммуникационных систем», // журнал Фундаментальные исследования. - 2009 - №5, стр.54-55 - [Д9]). Уточним следующие определения для однозначного их толкования.In accordance with GOST 27002-89 and GOST R 53111-2008, the functioning of any aircraft service system is evaluated through indicators of its stability (V. Kozlov et al. “On the stability of the functioning of infocommunication systems”, // Basic Research Journal. - 2009 - No. 5, p. 54-55 - [D9]). We clarify the following definitions for their unambiguous interpretation.

Определение 1. Под устойчивостью функционирования служебной системы ЛА понимается ее способность выполнять возложенные функции с заданными показателями качества в условиях воздействия дестабилизирующих факторов и характеризуется величинами частных и общего коэффициентов устойчивости.Definition 1. Under the stability of the functioning of the service system of an aircraft is understood its ability to perform its assigned functions with specified quality indicators under the influence of destabilizing factors and is characterized by the values of the partial and general stability factors.

Определение 2. Служебная система ЛА считается устойчивой к воздействию ряда дестабилизирующих факторов, если общий показатель устойчивости ее функционирования находится в заданных пределах.Definition 2. The aircraft service system is considered resistant to the influence of a number of destabilizing factors if the overall stability indicator of its functioning is within the specified limits.

Определение 3. Общий показатель устойчивости функционирования служебной системы ЛА есть произведение частных показателей устойчивости, при условии, что причины и механизмы возникновения дестабилизирующих факторов независимы друг от друга, а деградация любого модуля любой служебной системы ЛА происходит независимо друг от друга.Definition 3. The general indicator of the stability of the functioning of the aircraft’s service system is the product of particular stability indicators, provided that the causes and mechanisms of the occurrence of destabilizing factors are independent of each other, and the degradation of any module of any aircraft’s service system occurs independently of each other.

Определение 4. Под частным показателем устойчивости функционирования служебной системы ЛА понимается коэффициент устойчивости Кучk, определяемый из выражения:Definition 4. Under a private indicator of the stability of the functioning of the service system of an aircraft is understood the stability coefficient K uchk , determined from the expression:

Figure 00000008
Figure 00000008

где:Where:

Yтрk - требуемое значение показателя качества функционирования служебной системы КА;Y tk - the required value of the quality indicator of the functioning of the spacecraft service system;

Yk - значение показателя качества функционирования служебной системы ЛА в условиях воздействия дестабилизирующего фактора.Y k - the value of the indicator of the quality of the functioning of the service system of an aircraft under the influence of a destabilizing factor.

Технической задачей изобретения является полное диагностирование технического состояния М служебных систем летательного аппарата, где М=1, 2, 3 ….An object of the invention is the complete diagnosis of the technical condition of M service systems of the aircraft, where M = 1, 2, 3 ....

Технический результат изобретения достигается осуществлением полноты процесса диагностирования на основе применения процедур контроля с использованием введенных контроллеров и приведенных в описании изобретения новых математических моделей, обеспечивающих вычисления значений коэффициентов устойчивости при диагностировании технического состояния служебных систем ЛА, а также с использованием приведенных в ГОСТ 27002-89 и ГОСТ Р 53111-2008 формул для вычислений значений параметров рекомендуемых показателей надежности, безотказности, долговечности.The technical result of the invention is achieved by carrying out the completeness of the diagnostic process based on the application of control procedures using the introduced controllers and the new mathematical models given in the description of the invention, which provide the calculation of stability coefficients for diagnosing the technical condition of aircraft service systems, as well as using those given in GOST 27002-89 and GOST R 53111-2008 formulas for calculating the parameter values of the recommended indicators of reliability, reliability, duty sheep.

Сущность изобретения заключается в том, что, в отличие от известного технического решения, формируют для каждой из М, где М=1, 2, 3 …, служебных систем летательного аппарата необходимый набор диагностических компонентов из нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата, контроллера отклонений параметров сигналов служебной системы летательного аппарата, контроллера анализа технического состояния служебной системы летательного аппарата и контроллера формирования массива диагностических признаков служебной системы летательного аппарата, причем совокупность реальных входных сигналов Xk, где k=1, 2, 3, …, подают одновременно как на входы служебной системы летательного аппарата, так и на входы нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата, с выходов которых сигналы Yk, где k=1, 2, 3, …, служебной системы летательного аппарата и эталонные сигналы YТРk, где k=1, 2, 3, …, нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата подают на входы контроллера отклонений параметров сигналов служебной системы летательного аппарата, где по формуле | Y T P k Y k |

Figure 00000009
вычисляют величины отклонений значений выходных сигналов служебной системы летательного аппарата Yk, где k=1, 2, 3, …, от значений соответствующих эталонных сигналов YTPk, где k=1, 2, 3, …, нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата, передают вычисленные величины отклонений на входы контроллера анализа технического состояния служебной системы летательного аппарата, где по формуле К у ч k = 1 | Y T P k Y k | Y T P k
Figure 00000010
вычисляют значения частных коэффициентов устойчивости Кучk, передают вычисленные значения частных коэффициентов устойчивости Кучk на входы контроллера формирования массива диагностических признаков служебной системы летательного аппарата, где вычисляют по приведенным в ГОСТ 27002-89 и ГОСТ Р 53111-2008 формулам значения параметров рекомендуемых показателей надежности, безотказности, долговечности, ремонтопригодности, видов резервирования, в том числе и коэффициента готовности Кгтр, формируют из всех вычисленных значений параметров и показателей массив диагностических признаков, который записывают в буферную память контроллера формирования массива диагностических признаков служебной системы летательного аппарата.The essence of the invention lies in the fact that, in contrast to the known technical solution, form for each of M, where M = 1, 2, 3 ..., the aircraft’s service systems, the necessary set of diagnostic components from the neural network analytical and simulation model of the aircraft’s service system, the controller deviations of the signal parameters of the aircraft’s service system, the controller of the analysis of the technical condition of the aircraft’s service system and the controller of the formation of an array of diagnostic signs with uzhebnoy aircraft system, wherein the plurality of real input signals X k, where k = 1, 2, 3, ..., is supplied simultaneously both to the inputs of performance of the aircraft system and the inputs of the neural network analytical and simulation model aircraft service system, from the outputs which signals Y k , where k = 1, 2, 3, ..., of the aircraft’s service system and reference signals Y TPk , where k = 1, 2, 3, ..., of a neural network analytical and simulation model of the aircraft’s service system, are fed to the controller inputs signal deviations s of the service system of the aircraft, where according to the formula | Y T P k - Y k |
Figure 00000009
calculate the deviations of the values of the output signals of the aircraft service system Y k , where k = 1, 2, 3, ..., from the values of the corresponding reference signals Y TPk , where k = 1, 2, 3, ..., the neural network analytical and simulation model of the service system the aircraft, transmit the calculated values of the deviations to the inputs of the controller analysis of the technical condition of the service system of the aircraft, where according to the formula TO at h k = one - | Y T P k - Y k | Y T P k
Figure 00000010
calculating values of the partial stability coefficients K uchk transmit calculated values of the partial coefficients uchk resistance to the inputs of the controller forming the array of diagnostic features of the aircraft system performance, is calculated by where a given GOST 27002-89 and GOST P 53111-2008 formulas values recommended indicators reliability parameters, reliability, durability, maintainability, redundancy species, including the availability factor K GAD is formed from all calculated values of parameters and azateley array of diagnostic features that are recorded in the buffer memory formation controller of diagnostic performance characteristics of the aircraft system.

Заявленный способ диагностирования технического состояния служебных систем летательного аппарата поясняется чертежом, на котором приняты следующие обозначения:The claimed method for diagnosing the technical condition of the service systems of the aircraft is illustrated in the drawing, which adopted the following notation:

1 - Х1, первый входной сигнал, поступающий на первый вход служебной системы летательного аппарата;1 - X 1 , the first input signal received at the first input of the aircraft service system;

2 - Х2, второй входной сигнал, поступающий на второй вход служебной системы летательного аппарата;2 - X 2 , the second input signal supplied to the second input of the aircraft service system;

3 - Х3, третий входной сигнал, поступающий на третий вход служебной системы летательного аппарата;3 - X 3 , the third input signal supplied to the third input of the aircraft service system;

4 - Xk, k-й входной сигнал, поступающий на k-й вход служебной системы летательного аппарата;4 - X k , k-th input signal supplied to the k-th input of the aircraft service system;

5 - Xk, k-й входной сигнал, поступающий на k-й вход нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата;5 - X k , k-th input signal supplied to the k-th input of a neural network analytical and simulation model of the aircraft’s service system;

6 - Х3, третий входной сигнал, поступающий на третий вход нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата;6 - X 3 , the third input signal supplied to the third input of a neural network analytical and simulation model of the aircraft's service system;

7 - Х2, второй входной сигнал, поступающий на второй вход нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата;7 - X 2 , the second input signal supplied to the second input of a neural network analytical and simulation model of the aircraft service system;

8 - X1, первый входной сигнал, поступающий на первый вход нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата;8 - X 1 , the first input signal supplied to the first input of a neural network analytical and simulation model of the aircraft’s service system;

9 - служебная система летательного аппарата;9 - service system of the aircraft;

10 - нейросетевая аналитико-имитационная модель служебной системы летательного аппарата;10 - neural network analytical and simulation model of the aircraft service system;

11 - М, количество служебных систем летательного аппарата;11 - M, the number of service systems of the aircraft;

12 - М, количество нейросетевых аналитико-имитационных моделей служебных систем летательного аппарата;12 - M, the number of neural network analytical and simulation models of aircraft service systems;

13 - Y1, первый выходной сигнал с первого выхода служебной системы летательного аппарата;13 - Y 1 , the first output signal from the first output of the aircraft service system;

14 - Y2, второй выходной сигнал со второго выхода служебной системы летательного аппарата;14 - Y 2 , the second output signal from the second output of the aircraft service system;

15 - Y3, третий выходной сигнал с третьего выхода служебной системы летательного аппарата;15 - Y 3 , the third output signal from the third output of the aircraft service system;

16 - Yk, k-й выходной сигнал с k-го выхода служебной системы летательного аппарата;16 - Y k , k-th output signal from the k-th output of the aircraft service system;

17 - YTPk, k-й выходной эталонный сигнал с k-го выхода нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата;17 - Y TPk , k-th output reference signal from the k-th output of a neural network analytical and simulation model of the aircraft’s service system;

18 - YTP3, третий выходной эталонный сигнал с третьего выхода нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата;18 - Y TP3 , the third output reference signal from the third output of the neural network analytical and simulation model of the aircraft service system;

19 - YTP2, второй выходной эталонный сигнал со второго выхода нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата;19 - Y TP2 , the second output reference signal from the second output of the neural network analytical and simulation model of the aircraft service system;

20 - YTP1, первый выходной эталонный сигнал с первого выхода нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата;20 - Y TP1 , the first output reference signal from the first output of the neural network analytical and simulation model of the aircraft service system;

21 - контроллер отклонений параметров сигналов служебной системы летательного аппарата;21 - controller deviations of the parameters of the signals of the service system of the aircraft;

22 - М, количество контроллеров отклонений параметров сигналов служебной системы летательного аппарата;22 - M, the number of controllers of deviations of the signal parameters of the aircraft service system;

23 - | Y T P k Y k |

Figure 00000011
, величина отклонения k-го выходного сигнала служебной системы летательного аппарата от k-го выходного эталонного сигнала;23 - | Y T P k - Y k |
Figure 00000011
, the deviation of the k-th output signal of the aircraft service system from the k-th output reference signal;

24 - | Y T P 3 Y k |

Figure 00000012
, величина отклонения третьего выходного сигнала24 - | Y T P 3 - Y k |
Figure 00000012
, the deviation value of the third output signal

служебной системы летательного аппарата от третьего выходного эталонного сигнала;service system of the aircraft from the third output reference signal;

25 - | Y T P 2 Y k |

Figure 00000013
, величина отклонения второго выходного сигнала25 - | Y T P 2 - Y k |
Figure 00000013
, the deviation value of the second output signal

служебной системы летательного аппарата от второго выходного эталонного сигнала;service system of the aircraft from the second output reference signal;

26 - | Y T P 1 Y k |

Figure 00000014
, величина отклонения первого выходного сигнала26 - | Y T P one - Y k |
Figure 00000014
, the deviation value of the first output signal

служебной системы летательного аппарата от первого выходного эталонного сигнала;service system of the aircraft from the first output reference signal;

27 - контроллер анализа технического состояния служебной системы летательного аппарата;27 - controller analysis of the technical condition of the service system of the aircraft;

28 - М, количество контроллеров анализа технического состояния служебной системы летательного аппарата;28 - M, the number of controllers analyzing the technical condition of the aircraft service system;

29 - Кучk, k-й частный коэффициент устойчивости по k-му сигналу;29 - K uchk , k-th partial coefficient of stability on the k-th signal;

30 - Куч3, третий частный коэффициент устойчивости по третьему сигналу;30 - To uch3 , the third partial stability coefficient for the third signal;

31 - Куч2, второй частный коэффициент устойчивости по второму сигналу;31 - To uch2 , the second partial stability coefficient for the second signal;

32 - Куч1, первый частный коэффициент устойчивости по первому сигналу;32 - To uch1 , the first partial stability coefficient for the first signal;

33 - контроллер формирования массива диагностических признаков служебной системы летательного аппарата;33 - a controller for generating an array of diagnostic features of the aircraft service system;

34 - М, количество контроллеров формирования массива диагностических признаков служебной системы летательного аппарата.34 - M, the number of controllers forming an array of diagnostic features of the aircraft service system.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, приведены в источниках Д3-Д9, а также в статье «О диагностике служебных систем космического аппарата», Д10, материалы источника Д10 помещены в Приложении к материалам заявки.Information confirming the possibility of carrying out the invention is given in the sources D3-D9, as well as in the article "On the diagnostics of the spacecraft service systems", D10, the materials of the source D10 are placed in the Appendix to the application materials.

ПримечаниеNote

Заявитель поместил в Приложении к материалам заявки дополнительные сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, чтобы излишне не перегружать описание изобретения. Однако, если экспертиза сочтет целесообразным, заявитель не будет возражать на включение Приложения в состав описания.The applicant placed in the Appendix to the application materials additional information confirming the possibility of carrying out the invention so as not to unnecessarily overload the description of the invention. However, if the examination considers it appropriate, the applicant will not object to the inclusion of the Application in the description.

Claims (1)

Способ диагностирования технического состояния служебных систем летательного аппарата, заключающийся в вычислении коэффициента готовности (Кгтр) по формуле:
Figure 00000015

где:
λ r i т
Figure 00000016
- математическое ожидание интенсивности отказов критического технического ресурса r;
i=1, 2, 3, … - текущий индекс критического технического ресурса r;
tвнп - временной интервал планируемого выполнения процессов;
h r j п
Figure 00000017
- интенсивность отказов критического программного ресурса rjп;
j=1, 2, 3, … - текущий индекс критического программного ресурса rjп;
k - порядок аппроксимирующего распределения Эрланга с параметром @э - интенсивности пуассоновского потока в узел для целого значения размера q зоны буферной памяти узла системы;
n=1, 2, 3, … - текущий индекс зоны буферной памяти в системе;
N - общее количество зон буферной памяти в системе,
сравнении вычисленного коэффициента готовности Кгтр с пороговым уровнем Кгтр (0), отличающийся тем, что для каждой из М, где М=1, 2, 3 …, служебных систем летательного аппарата формируют необходимый набор диагностических компонентов из нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата, контроллера отклонений параметров сигналов служебной системы летательного аппарата, контроллера анализа технического состояния служебной системы летательного аппарата и контроллера формирования массива диагностических признаков служебной системы летательного аппарата, причем совокупность реальных входных сигналов Xk, где k=1, 2, 3, …, подают одновременно как на входы служебной системы летательного аппарата, так и на входы нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата, с выходов которых сигналы Yk, где k=1, 2, 3, …, служебной системы летательного аппарата и эталонные сигналы YTPk, где k=1, 2, 3, …, нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата подают на входы контроллера отклонений параметров сигналов служебной системы летательного аппарата, где по формуле | Y T P k Y k |
Figure 00000018
вычисляют величины отклонений значений выходных сигналов служебной системы летательного аппарата Yk, где k=1, 2, 3, …, от значений соответствующих эталонных сигналов YTPk, где k=1, 2, 3, …, нейросетевой аналитико-имитационной модели служебной системы летательного аппарата, передают вычисленные величины отклонений на входы контроллера анализа технического состояния служебной системы летательного аппарата, где по формуле К у ч k = 1 | Y T P k Y k | Y T P k
Figure 00000019
вычисляют значения частных коэффициентов устойчивости Кучk, передают вычисленные значения частных коэффициентов устойчивости Кучk на входы контроллера формирования массива диагностических признаков служебной системы летательного аппарата, где вычисляют по приведенным в ГОСТ 27002-89 и ГОСТ Р 53111-2008 формулам значения параметров рекомендуемых показателей надежности, безотказности, долговечности, ремонтопригодности, видов резервирования, в том числе и коэффициента готовности Кгтр, формируют из всех вычисленных значений параметров и показателей массив диагностических признаков, который записывают в буферную память контроллера формирования массива диагностических признаков служебной системы летательного аппарата.
A method for diagnosing the technical condition of the aircraft's service systems, which consists in calculating the availability factor (K gtr ) by the formula:
Figure 00000015

Where:
λ r i t
Figure 00000016
- the mathematical expectation of the failure rate of the critical technical resource r i ;
i = 1, 2, 3, ... - the current index of the critical technical resource r it ;
t vnp - the time interval of the planned execution of processes;
h r j P
Figure 00000017
- the failure rate of the critical software resource r jп ;
j = 1, 2, 3, ... - the current index of the critical software resource r jп ;
the k - order approximating Erlang distribution with parameter @ er - intensity of a Poisson flow node for a value of size q of the buffer memory system node zone;
n = 1, 2, 3, ... - the current index of the buffer memory zone in the system;
N is the total number of buffer memory zones in the system,
comparing the calculated readiness coefficient K gtr with a threshold level of K gtr (0) , characterized in that for each of M, where M = 1, 2, 3 ..., the aircraft’s service systems, the necessary set of diagnostic components is formed from the neural network analytical and simulation service model system of the aircraft, controller of deviations of the signal parameters of the aircraft’s service system, controller of the analysis of the technical condition of the aircraft’s service system and the diagnostic array formation controller x signs service system of the aircraft, wherein the plurality of real input signals X k, where k = 1, 2, 3, ..., is supplied simultaneously both to the aircraft inputs of performance of the system and the inputs of the neural network analytical and simulation model of the aircraft performance system, from the outputs of which signals Y k , where k = 1, 2, 3, ..., of the aircraft’s service system and reference signals Y TPk , where k = 1, 2, 3, ..., of a neural network analytical and simulation model of the aircraft’s service system, are fed to steam deviation controller inputs etrov signaling overhead system of the aircraft, wherein the formula | Y T P k - Y k |
Figure 00000018
calculate the deviations of the values of the output signals of the aircraft service system Y k , where k = 1, 2, 3, ..., from the values of the corresponding reference signals Y TPk , where k = 1, 2, 3, ..., the neural network analytical and simulation model of the service system the aircraft, transmit the calculated values of the deviations to the inputs of the controller analysis of the technical condition of the service system of the aircraft, where according to the formula TO at h k = one - | Y T P k - Y k | Y T P k
Figure 00000019
calculate the values of the partial stability coefficients K uchk , transfer the calculated values of the partial stability coefficients K uchk to the inputs of the controller for forming an array of diagnostic features of the aircraft’s service system, where, according to the formulas given in GOST 27002-89 and GOST R 53111-2008, the parameter values of the recommended reliability indicators, reliability, durability, maintainability, redundancy species, including the availability factor K GAD is formed from all calculated parameter values and azateley array of diagnostic features that are recorded in the buffer memory formation controller of diagnostic performance characteristics of the aircraft system.
RU2014112536/11A 2014-04-02 2014-04-02 Diagnostic of aircraft service systems operating conditions RU2559401C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112536/11A RU2559401C1 (en) 2014-04-02 2014-04-02 Diagnostic of aircraft service systems operating conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112536/11A RU2559401C1 (en) 2014-04-02 2014-04-02 Diagnostic of aircraft service systems operating conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2559401C1 true RU2559401C1 (en) 2015-08-10

Family

ID=53796377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014112536/11A RU2559401C1 (en) 2014-04-02 2014-04-02 Diagnostic of aircraft service systems operating conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559401C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659374C1 (en) * 2017-10-24 2018-06-29 Вадим Викторович Алашеев Method of determination of optimal periodicity of control of the status of technical facilities and systems with minimum time for obtaining the result
RU2678182C2 (en) * 2017-12-20 2019-01-23 Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" System of ensuring aircraft operation
RU2802976C1 (en) * 2022-10-07 2023-09-05 Александр Сергеевич Букирёв Method for diagnosing information-converting elements of aircraft on-board equipment based on machine learning
CN117520624A (en) * 2024-01-05 2024-02-06 青岛海信信息科技股份有限公司 Configuration and calculation method and device for big data index

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995011488A1 (en) * 1993-10-19 1995-04-27 Diagnostic Instruments Ltd. Diagnostic monitor system
US6114976A (en) * 1999-02-05 2000-09-05 The Boeing Company Vehicle emergency warning and control system
RU2161109C1 (en) * 1999-09-10 2000-12-27 Институт Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН Method and device for suppression of interferences of space transformable antenna elastic structure vibrations in service
US20020117579A1 (en) * 2000-12-29 2002-08-29 Kotoulas Antonios N. Neural net controller for noise and vibration reduction
US7089592B2 (en) * 2001-03-15 2006-08-08 Brighterion, Inc. Systems and methods for dynamic detection and prevention of electronic fraud
RU2363935C1 (en) * 2007-10-31 2009-08-10 Владимир Леонидович Александров Method to control ship strength and vibration and device to this end
RU112405U1 (en) * 2011-07-08 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" DEVICE FOR DIAGNOSTIC AND FORECASTING OF TECHNICAL CONDITION OF MOTION MODULE
RU2502123C1 (en) * 2012-07-20 2013-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) Method for dynamic control of dead-end situations in information and communication system and apparatus for realising said method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995011488A1 (en) * 1993-10-19 1995-04-27 Diagnostic Instruments Ltd. Diagnostic monitor system
US6114976A (en) * 1999-02-05 2000-09-05 The Boeing Company Vehicle emergency warning and control system
RU2161109C1 (en) * 1999-09-10 2000-12-27 Институт Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН Method and device for suppression of interferences of space transformable antenna elastic structure vibrations in service
US20020117579A1 (en) * 2000-12-29 2002-08-29 Kotoulas Antonios N. Neural net controller for noise and vibration reduction
US7089592B2 (en) * 2001-03-15 2006-08-08 Brighterion, Inc. Systems and methods for dynamic detection and prevention of electronic fraud
RU2363935C1 (en) * 2007-10-31 2009-08-10 Владимир Леонидович Александров Method to control ship strength and vibration and device to this end
RU112405U1 (en) * 2011-07-08 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" DEVICE FOR DIAGNOSTIC AND FORECASTING OF TECHNICAL CONDITION OF MOTION MODULE
RU2502123C1 (en) * 2012-07-20 2013-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) Method for dynamic control of dead-end situations in information and communication system and apparatus for realising said method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659374C1 (en) * 2017-10-24 2018-06-29 Вадим Викторович Алашеев Method of determination of optimal periodicity of control of the status of technical facilities and systems with minimum time for obtaining the result
RU2678182C2 (en) * 2017-12-20 2019-01-23 Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" System of ensuring aircraft operation
RU2802976C1 (en) * 2022-10-07 2023-09-05 Александр Сергеевич Букирёв Method for diagnosing information-converting elements of aircraft on-board equipment based on machine learning
CN117520624A (en) * 2024-01-05 2024-02-06 青岛海信信息科技股份有限公司 Configuration and calculation method and device for big data index
CN117520624B (en) * 2024-01-05 2024-04-12 青岛海信信息科技股份有限公司 Configuration and calculation method and device for big data index

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7012871B2 (en) Devices and methods for controlling the system
US11921566B2 (en) Abnormality detection system, abnormality detection method, abnormality detection program, and method for generating learned model
Schlegel et al. Towards a rigorous evaluation of XAI methods on time series
Iqbal et al. Fault detection and isolation in industrial processes using deep learning approaches
Xu et al. PHM-oriented integrated fusion prognostics for aircraft engines based on sensor data
Liaw et al. ME-OWA based DEMATEL reliability apportionment method
US8306931B1 (en) Detecting, classifying, and tracking abnormal data in a data stream
CN110807257A (en) Method for predicting residual life of aircraft engine
Xue et al. Constructing compact causal mathematical models for complex dynamics
Schumann et al. Application of neural networks in high assurance systems: A survey
JP2017004509A (en) Advanced analytical infrastructure for machine learning
US20200184373A1 (en) Recurrent Gaussian Mixture Model For Sensor State Estimation In Condition Monitoring
CN111353971A (en) Image-based repair prediction and operational error detection
RU2559401C1 (en) Diagnostic of aircraft service systems operating conditions
Boateng et al. Predicting the level of safety performance using an artificial neural network
Fritz et al. Fault diagnosis in structural health monitoring systems using signal processing and machine learning techniques
Choudhury Prognosticating autism spectrum disorder using artificial neural network: Levenberg-Marquardt algorithm
Peherstorfer et al. Detecting and adapting to parameter changes for reduced models of dynamic data-driven application systems
KR101995026B1 (en) System and Method for State Diagnosis and Cause Analysis
Atlas et al. An evolvable tri-reasoner ivhm system
Zong et al. Embedded software fault prediction based on back propagation neural network
Teixeira Vivaldini et al. An intelligent hexapod robot for inspection of airframe components oriented by deep learning technique
Qiao et al. Dynamic human error risk assessment of group decision-making in extreme cooperative scenario
US11669082B2 (en) Online fault localization in industrial processes without utilizing a dynamic system model
Kolodenkova et al. Modeling Dynamics of Industrial Equipment Technical Condition

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner