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一种基于机载电源管理控制装置的电源系统故障诊断方法.pdf

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一种 基于 机载 电源 管理 控制 装置 系统 故障诊断 方法
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摘要
申请专利号:

CN201510514592.3

申请日:

2015.08.20

公开号:

CN106483472A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

?#34892;?#24615;:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/40申请日:20150820|||公开
IPC分类号: G01R31/40(2014.01)I 主分类号: G01R31/40
申请人: 陕西千山航空电子有限责任公司
发明人: 李强; 董鹏辉; 张魁
地址: 710065 陕西省西安市高新区南三环辅道G16号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 中国航空专利?#34892;?11008 代理人: 杜永保
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510514592.3

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

基于电源管理控制装置的电源系统故障诊断设计主要包括对机载各电源部件运行状态的检测、分离、辨识和决策等内容。对飞机电池组、左/右电源枢纽、变流器、左/右发电机等电源系统进行故障诊断,将传统的定期维修改变为预知维修,可以提前知道电源设备/组件的故障情况,避免恶性事件的发生,大大提高系统运行的安全性、可靠性和利用率,节约大量维修时间和费用,进而产生巨大的经济效益。

权利要求书

1.一种基于机载电源管理控制装置的电源系统故障诊断方法,其特征在于,包括机载电
源管理控制装置,所述诊断方法特征如下:
步骤一、定义故障代码、工作状态及故障原因的对应关系
将电源系统故障信息定义为代码形式,并定义设备工作状态及故障原因与故障代码
的对应关系如下表所示:

步骤二、电源系统状态监控并记录数据
利用机载电源管理控制装置实时采集电源系统的状态信息,状态信息包括发电机电
压信号、发电机开关接通信号、发电机超温信号、发电机供电信号、发电机调点电压信
号、发电机电流信号,并将采集到的状态信息通过HDLC总线记录到电源管理控制装置
的大容量存储芯片中,并根据采集的状态信息判断有无故障,根据故障与代码对应关系
表对采集到的数据进行故障代码分类,所述的对应关系表如下:
信号名称
无故障
故障
故障分类
发电机超温信号
地?#34892;?br />空?#34892;?br />代码1
发电机开关接通信号
28V?#34892;?br />空?#34892;?br />代码2
发电机供电信号
28V?#34892;?br />空?#34892;?br />代码3
发电机电压信号
0~40V
大于40V
代码4
发电机调点电压信号
0~40V
大于40V
代码4
发电机电流信号
0~100mV
大于100mV
代码5
由上述的故障与代码对应关系表得出故障代码;
步骤三、电源系统故障诊断
根据得到的故障代码,通过机载电源系统工作状态及故障原因与故障代码的对应关
系表,得出故障原因,同时记录电源系统的状态信息,将电源系统的状态信息通过HDLC
总线存入到电源管理控制装置的大容量存储芯片中;同时将电源系统的状态信息传送到
机载机电管理系统进行记录。

说明书

一种基于机载电源管理控制装置的电源系统故障诊断方法

技术领域

本发明型属于航空电子技术领域,涉及一种基于机载电源管理控制装置的电源系统故障
诊断方法。

背景技术

飞机电源系统的性能与质量是保证飞机整体性能的重要因素,同时随着现代飞机电源系
统复杂程度的不断提高,机载电源系统的故障诊断越来越受到重视和发展。

故障诊断作为机载电源系统维护的一个重要方面,对保障飞机安全、稳定运行有重要意
义。机载电源系统由多个子系统组成,各个子系统工作机理各有不同,它们之间相互交联,
结构复杂,由于组成?#26041;?#21644;影响因素的增加,使飞机发生故障和失效的潜在可能性越来越大,
个别电源部件故障会引起连锁反应,导致整个电源系统运行不好,使得工作人?#22791;?#25454;故障现
象很难快速?#19994;?#25925;障源,使得机载电源系统维护性差、可靠性低,大大制约了飞机性能的提
高。

发明内容

本发明目的:

本发明型的目的是提供一种基于机载电源管理控制装置的电源系统故障诊断设计方法,
通过电源管理控制装置对飞机电源系统庞杂的子系统状态实时监控和判断、综合管理,同时
实时采集电源系统相关故障信息和状态信息,建立电源系统健?#26723;?#26696;(即电源系统专家知识
库),依据电源系统专家知识库,实时诊断电源系统故障机理,以检测飞机及机载电源设备存
在的故障或隐患,为飞机维护提供辅助手段;?#34892;?#30340;提高机载电源系统故障诊断的可靠性、
准确性,减少维修人力和保障费用,使飞机能够更好、安全、可靠、高效地运行。

本发明技术方案:

一种基于机载电源管理控制装置的电源系统故障诊断方法,其特征在于,所述诊断方法
特征如下:

步骤一、定义故障代码、工作状态及故障原因的对应关系

将电源系统故障信息定义为代码形式,并定义设备工作状态及故障原因与故障代码
的对应关系如下表所示:



步骤二、电源系统状态监控并记录数据

实时采集电源系统的状态信息,状态信息包括发电机电压信号、发电机开关接通信
号、发电机超温信号、发电机供电信号、发电机调点电压信号、发电机电流信号,并将
采集到的状态信息通过HDLC总线记录到电源管理控制装置的大容量存储芯片中,根
据故障与代码对应关系对采集到的数据进行故障分类,所述的对应关系如下:

信号名称
信号?#34892;?#26080;故障
故障
故障分类
发电机超温信号
地?#34892;?br />空?#34892;?br />代码1
发电机开关接通信号
28V?#34892;?br />空?#34892;?br />代码2
发电机供电信号
28V?#34892;?br />空?#34892;?br />代码3
发电机电压信号
0~40V
大于40V
代码4
发电机调点电压信号
0~40V
大于40V
代码4
发电机电流信号
0~100mV
大于100mV
代码5

由上述的故障与代码对应关系得出故障代码;

步骤三、电源系统故障诊断

根据得到的故障代码,通过机载电源系统工作状态与故障代码的对应关系,得出故
障原因,同时记录电源系统的状态信息,将电源系统的状态信息通过HDLC总线存入
到电源管理控制装置的大容量存储芯片中;同时将电源系统的状态信息传送到机载机电
管理系统进行记录。

所述机载电源管理控制装置具有独立的数据采集、离散量控制、故障诊断、大容量
数据存储,通过数据线、电源线与蓄电池组、变流器装备相连。

本发明的特点:

1)实现最小化系统:以电源管理控制装置为基础硬件平台,搭建地面维护与辅助分析子
系统,并积累故障数据;

2)建立电源系统专家知识库:依据积累的故障数据,不断扩充地面维护与辅助分析子系
统的功能模块及诊断模型库,建立诊断模型的精简机制,经充分验证后向机载移植;

3)故障诊断智能化:利用电源系统专家知识库的故障数据信息,采用先进的故障分析技
术,形?#23665;?#20026;成熟的地面维护与辅助分析子系统,具备深层智能化故障诊断功能、趋
势预测及健康管理功能。

有益效果:

基于机载电源管理控制装置的电源系统故障诊断设计方法是将电源系统庞杂的子系统信
号综合管理,进行统一的故障诊断,提高诊断效率和准确性,进而保证飞机飞行时的安全、
可靠;通过综合电源系统的状态监控信号,?#33455;?#21508;个电源子系统的特点,建立电源系统健康
档案(即:电源系统专家知识库),?#34892;?#30340;提高了机载电源系统故障诊断的可靠性、准确性,
减少维修人力和保障费用,使飞机能够更好、安全、可靠、高效地运行;采用基于机载电源
管理控制装置的电源系统故障诊断设计方法,可以实现电源系统状态监控、故障诊断和趋势
预测等功能,对?#26723;?#39134;机生产和维修成本、节约维修时间都有积极意义。

具体实施方式

本发明为一种基于机载电源管理控制装置的电源系统故障诊断方法,其特征在于,所述诊
断方法特征如下:

步骤一、定义故障代码、工作状态及故障原因的对应关系

将电源系统故障信息定义为代码形式,并定义设备工作状态及故障原因与故障代码
的对应关系如下表所示:


步骤二、电源系统状态监控并记录数据

实时采集电源系统的状态信息,状态信息包括发电机电压信号、发电机开关接通信
号、发电机超温信号、发电机供电信号、发电机调点电压信号、发电机电流信号,并将
采集到的状态信息通过HDLC总线记录到电源管理控制装置的大容量存储芯片中,根
据故障与代码对应关系对采集到的数据进行故障分类,所述的对应关系如下:

信号名称
信号?#34892;?#26080;故障
故障
故障分类
发电机超温信号
地?#34892;?br />空?#34892;?br />代码1
发电机开关接通信号
28V?#34892;?br />空?#34892;?br />代码2
发电机供电信号
28V?#34892;?br />空?#34892;?br />代码3
发电机电压信号
0~40V
大于40V
代码4
发电机调点电压信号
0~40V
大于40V
代码4
发电机电流信号
0~100mV
大于100mV
代码5

由上述的故障与代码对应关系得出故障代码;

步骤三、电源系统故障诊断

根据得到的故障代码,通过机载电源系统工作状态与故障代码的对应关系,得出故障原
因,同时记录电源系统的状态信息,将电源系统的状态信息通过HDLC总线存入到电源管理
控制装置的大容量存储芯片中;同时将电源系统的状态信息传送到机载机电管理系统进行记
录。

例如采用本发明对直流发电机进行故障诊断,首先根据专家知识库建立直流电源系统故
障信息表,如表1所示,然后为故障树诊断理论建模。定义直流发电机故障为顶事件,而表
2中各故障模式为基本事件。

表1 直流发电机故障信息表

序号
故障(状态)名称
故障状况分析
备注
1
直流发电机过热
负载太大、启动次数多、启动间隔时间短

2
直流发电机反流
蓄电池并联情况下,停车,这时会反流;

3
直流发电机过流
负载太大,但在发动机启动时不算过流

4
直流发电机过压
飞机上线路故障、电压调节器失调、控制器元件失效

5
直流发电机短路
突?#36824;?#27969;,差动电流互感器敏感

表2 直流发电机故障基本事件表

序号
代号
基本事件
1
X1
直流发电机过热
2
X2
直流发电机反流
3
X3
直流发电机过流
4
X4
直流发电机过压
5
X5
直流发电机接地

只要当直流发电机5个故障中的任何一个出现,则判定直流发电机存在故障。根据基本
事件表可以得到直流发电机故障树。

对于直流发电机的故障诊断结果,由电源管理控制装置将故障诊断结果通过RS-422A总
线实时传输到机载机电管理系统,再通过机电管理系统送到座舱综合显示器。?#37096;?#20197;通过电
源管理控制装置以离散量的形式输出点亮座?#38556;?#20851;指?#38236;啤?br />

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