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民用飞机系统故障诊断测试性分析与评估技术研究

作　者: 张蓉
导　师: 苏艳
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 测试性 气源系统 多信号流图 测试策略优化 AO*算法 离散粒子群算法
分类号: V267
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


民机系统属于大型复杂系统，其故障具有复杂性、动态性等特性，如何快速准确地定位故障源成为提高故障诊断效率和降低维护成本的关键。为了更好地实现民机系统的故障诊断和隔离、缩短检修时间，本文以民机系统为对象，全面深入地研究了测试性分析与评估技术。论文的主要工作有：1.对系统测试性的概念和范畴作了阐述，明确了当前的研究背景和研究目的。总结了系统测试性建模方法和测试策略优化问题的国内外研究现状，并指出了现有方法的不足。2.详细介绍了多信号流图测试性模型及其建模步骤，并以某型民机气源系统为例详细介绍了模型要素的分析过程及模型建立过程，为气源系统测试性分析研究奠定了基础。3.研究了基于故障-测试相关性矩阵的系统测试性分析问题。针对传统D矩阵存在的缺陷，提出了扩展D矩阵，并通过气源系统测试性模型有向图得到其扩展D矩阵。在此基础上，分几个方面进行了气源系统的测试性分析。测试性分析结果客观地反映了系统测试性的优劣程度以及故障诊断特性，为系统测试性的进一步改善提供了一定依据。4.研究了系统测试策略优化问题。为了改进AO*算法在运用于复杂系统时存在扩展节点规模庞大，效率不高的缺陷，将具有全局最优性的DPSO算法与之相结合。将粒子、速度、适应度进行了重新定义，给出了DPSO-AO*算法的详细步骤。最后以民机气源系统为例，模拟进行了测试策略优化的过程，得到了系统最终的决策树。5.结合前几章的理论方法，开发了测试性图形化建模与分析工具。详细介绍了开发过程，给出了气源系统建模和分析的相关界面。该工具通用性强，用户界面友好且操作简易，可自动得到故障-测试的相关性，在面对大型复杂系统时可大大节省推理时间。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-22
  1.1 研究背景和意义  11-15
  1.2 国内外研究现状  15-19
    1.2.1 测试性建模方法研究现状  15-17
    1.2.2 测试策略优化方法研究现状  17-19
  1.3 现有方法的不足  19-20
  1.4 研究内容及结构安排  20-22
第二章 基于多信号流图的测试性建模方法  22-30
  2.1 引言  22
  2.2 多信号流图模型  22-24
    2.2.1 模型元素  22-23
    2.2.2 两种故障类型的描述  23
    2.2.3 建模步骤  23-24
  2.3 测试性建模应用实例  24-29
    2.3.1 气源系统组成及功能分析  24-26
    2.3.2 气源系统测试性模型要素分析  26-29
    2.3.3 气源系统测试性多信号流图模型  29
  2.4 本章小结  29-30
第三章 基于相关性矩阵的测试性分析方法  30-39
  3.1 引言  30
  3.2 扩展 D 矩阵  30-32
  3.3 测试性分析的内容与算法  32-36
    3.3.1 单故障特性分析  32
    3.3.2 多故障特性分析  32-33
    3.3.3 反馈回路分析  33-34
    3.3.4 测试性参数分析  34-36
  3.4 气源系统测试性分析  36-38
    3.4.1 气源系统的扩展 D 矩阵  36-37
    3.4.2 气源系统基于扩展 D 矩阵的测试性分析  37-38
  3.5 本章小结  38-39
第四章 基于 DPSO-AO*算法的测试策略优化设计  39-53
  4.1 引言  39
  4.2 测试策略优化问题概述  39-41
    4.2.1 相关定义  39-40
    4.2.2 测试策略优化问题的数学描述  40-41
  4.3 AO*算法  41-45
    4.3.1 算法相关定义  41-42
    4.3.2 AO*算法与测试序列优化问题的结合  42-44
    4.3.3 AO*算法步骤  44-45
  4.4 离散粒子群优化算法  45-49
    4.4.1 粒子群算法的基本原理  45-46
    4.4.2 粒子群算法的数学模型  46-47
    4.4.3 DPSO-AO*算法步骤  47-49
  4.5 DPSO-AO*算法应用于气源系统测试策略优化  49-52
  4.6 本章小结  52-53
第五章 测试性图形化建模分析工具的实现与应用  53-62
  5.1 引言  53
  5.2 软件系统简介  53-54
  5.3 主要模块设计  54-59
    5.3.1 图形化建模模块  54-55
    5.3.2 数据库模块  55-58
    5.3.3 故障-测试相关性生成模块  58-59
  5.4 测试性图形化建模分析工具在民机气源系统上的应用  59-61
  5.5 本章小结  61-62
第六章 总结与展望  62-64
  6.1 主要工作的总结  62-63
  6.2 后续工作的展望  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
在学期间的研究成果及发表的学术论文  69

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空制造工艺 > 航空器的维护与修理
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