1、民航客机事故？
①设计和维修方案不合理；
②人为差错导致飞行事故；
③环境因素造成飞机故障。
2、维修性：产品维修的难易程度。
3、故障：指产品丧失了规定的功能，或产品的一个或几个性能指标超过了规定的范围
4、规定的功能：指国家有关法规、质量标准，以及合同规定的对产品适用、安全和其他特性的要求。
5、故障类型的划分：①按功能的影响划分为功能故障和潜在故障；②按故障的后果划分为安全性后果故障、使用性后果故障、非使用
性后果故障和隐患性后果故障；③按故障产生的原因及故障特征分为早期故障、偶然故障和耗损故障。
6、故障模式：是故障发生时的具体表现形式。
7、故障机理：在应力和时间的条件下，导致故障发生的物理、化学、生物或机械等过程。
8、故障机理是故障的内因，故障特征是故障的现象，环境应力条件是故障的外因。
9、有关机械、电气机械等零部件故障的机理通常归为以下六大类：蠕变或应力断裂、腐蚀、磨损、冲击断裂、疲劳和热，这种分类方
法简称“SCWIFT”分类。
10、应力-强度模型是指当施加在元件、材料上的应力超过其耐受能力时，故障便发生。
11、常用的故障模型有应力-强度模型，反应论模型、最弱环模型和累积损伤模型。
12、故障物理这门学科的目的是在于研究产品在正常或特殊应力下，故障发生和发展过程以及故障的原因，提出减少故障措施，从
而改进产品的可靠性。
13、采用故障物理分析方法的步骤：①详细记录在研制、试验和使用中所出现的故障、缺陷和不良现象；②对故障过程进行调查、
分析，详细观测故障现象；③做出故障外因和故障机理假设，建立故障过程模型；④通过对故障过程分析，验证假设；⑤提出改进措施。
14、故障树分析法：检查FTA法，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐级细化的分析方法，目的是判明基本故障，
确定故障的原因，影响和发生概率。
15、故障树:一张由事件符号和逻辑门符号组成的逻辑图。
16、故障树分析法的优点：①直观、形象；②灵活性强；③具有通用性。
17、故障树分析法的缺点：①理论性强，逻辑性严密，因此要求分析人员对所研究的对象必须有彻底的了解，并有比较丰富的设计
和运行经验；②建树工作量大，易导致错漏，若故障树中遗漏了一些重要事件，则可能导致完全错误的结果。
18、故障树中使用的符号可分为事件符号和逻辑门符号，常见的故障事件符号有顶事件、中间事件、底事件、省略事件和转移事件。
逻辑门符号分为常用逻辑门符号和特殊逻辑门符号，常用逻辑门符号有逻辑与门、逻辑或门和逻辑非门；特殊逻辑门符号有逻辑禁门、异或门、表决门和顺序与门。
19、建造故障时的方法有两种，人工演绎法和计算机辅助法。
20、建造故障树的步骤：①建树准备（收集相关资料）；②选择顶事件；③建造故障树；④审查与简化故障树。
21、顶事件选取应当遵循的原则：①顶事件必须有确切的定义，不能含混不清，模棱两可；②顶事件必须是能分解的，以便分析顶
事件和底事件之间的关系；③顶事件能被监测和控制，以便对其进行测量、定量分析，并采取措施防止其发生；④顶事件最好有代
表性，以收到事半功倍的分析效果。
22、在建造故障树过程首先应确定主流程，主流程是指能贯穿于系统各部件的主要故障特征，在从顶事件向底事件逐层演绎分解建
树的过程中，以此故障特征为纲，便可使建树的思路清晰，逻辑结构严谨。其次是确定边界条件，所谓边界条件是指建树前对系统、部件等提出的假设条件，它确定了故障树的范围。
23、边界条件分两类：系统级边界条件和元、部件的边界条件。
24、确定元、部件的边界条件时，应注意：①忽略小概率事件，不等于忽略小部件的故障或小故障事件。②有的事件发生概率虽小，
但发生后会造成严重的后果，此种事件不能作为不可能发生事件忽略掉。
25、逐层展开故障树：①结论唯一；②分清主次；③逻辑清晰；④存在保护装置时，应将起触发作用的初因事件和保护装置失灵作
为故障事件下逻辑与门的输入事件；⑤存在相互起促进作用的原因事件时，应将这些事件作为故障事件下逻辑与门的输入事件；⑥应将故障事件中的元、部件故障分出，并对元、部件故障按“原发故障”、“次生故障”和“受控故障”加以分类，避免遗漏重要的元、部件故障模式；⑦建树时不允许门与门直接相连。
26、常用的简化方法有：修剪法和模块法。
27、修剪法是去掉多余事件的方法。
28、模块法是指把故障树中的底事件化成若干个底事件的集合，每个集合内包含的底事件在其它集合中没有重复出现。
29、状态变量、状态向量、结构函数、相干结构函数
30、对故障树进行定性分析的主要任务是确定哪些底事件的组合会导致系统发生故障，从中确定系统的最薄弱环节，采取措施，加
以补救。另一方面还能寻求哪些元件保证其正常工作，就能使系统不发生故障的途径，从而提供保证系统工作的最低设备要求。
1、民航客机事故？ ①设计和维修方案不合理； ②人为差错导致飞行事故； ③环境因素造成飞机故障。 2、维修性：产品维修的难易程度。 3、故障：指产品丧失了规定的功能，或产品的一个或几个性能指标超过了规定的范围 4、规定的功能：指国家有关法规、质量标准，以及合同规定的对产品适用、安全和其他特性的要求。 5、故障类型的划分：①按功能的影响划分为功能故障和潜在故障；②按故障的后果划分为安全性后果故障、使用性后果故障、非使用 性后果故障和隐患性后果故障；③按故障产生的原因及故障特征分为早期故障、偶然故障和耗损故障。 6、故障模式：是故障发生时的具体表现形式。 7、故障机理：在应力和时间的条件下，导致故障发生的物理、化学、生物或机械等过程。 8、故障机理是故障的内因，故障特征是故障的现象，环境应力条件是故障的外因。 9、有关机械、电气机械等零部件故障的机理通常归为以下六大类：蠕变或应力断裂、腐蚀、磨损、冲击断裂、疲劳和热，这种分类方 法简称“SCWIFT”分类。 10、应力-强度模型是指当施加在元件、材料上的应力超过其耐受能力时，故障便发生。 11、常用的故障模型有应力-强度模型，反应论模型、最弱环模型和累积损伤模型。 12、故障物理这门学科的目的是在于研究产品在正常或特殊应力下，故障发生和发展过程以及故障的原因，提出减少故障措施，从
而改进产品的可靠性。 13、采用故障物理分析方法的步骤：①详细记录在研制、试验和使用中所出现的故障、缺陷和不良现象；②对故障过程进行调查、 分析，详细观测故障现象；③做出故障外因和故障机理假设，建立故障过程模型；④通过对故障过程分析，验证假设；⑤提出改进措施。 14、故障树分析法：检查FTA法，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐级细化的分析方法，目的是判明基本故障， 确定故障的原因，影响和发生概率。 15、故障树:一张由事件符号和逻辑门符号组成的逻辑图。 16、故障树分析法的优点：①直观、形象；②灵活性强；③具有通用性。 17、故障树分析法的缺点：①理论性强，逻辑性严密，因此要求分析人员对所研究的对象必须有彻底的了解，并有比较丰富的设计 和运行经验；②建树工作量大，易导致错漏，若故障树中遗漏了一些重要事件，则可能导致完全错误的结果。 18、故障树中使用的符号可分为事件符号和逻辑门符号，常见的故障事件符号有顶事件、中间事件、底事件、省略事件和转移事件。 逻辑门符号分为常用逻辑门符号和特殊逻辑门符号，常用逻辑门符号有逻辑与门、逻辑或门和逻辑非门；特殊逻辑门符号有逻辑禁门、异或门、表决门和顺序与门。 19、建造故障时的方法有两种，人工演绎法和计算机辅助法。 20、建造故障树的步骤：①建树准备（收集相关资料）；②选择顶事件；③建造故障树；④审查与简化故障树。 21、顶事件选取应当遵循的原则：①顶事件必须有确切的定义，不能含混不清，模棱两可；②顶事件必须是能分解的，以便分析顶 事件和底事件之间的关系；③顶事件能被监测和控制，以便对其进行测量、定量分析，并采取措施防止其发生；④顶事件最好有代
1．故障是指产品丧失了规定的功能，或产品的一个或几个性能指标超过了规定的范围。它是产品的一种不合格状态。 2．故障按其对功能的影响分为两类：功能故障和潜在故障。 功能故障是指被考察的对象不能达到规定的性能指标；潜在故障又称作故障先兆，它是一种预示功能故障即将发生的可以鉴别的实际状态或事件。 3．故障按其后果分四类： 安全性后果故障：采取预防维修的方式；使用性后果故障：对使用能力有直接的不利影响，通常是在预防维修的费用低于故障的间接经济损失和直接修理费用之和时，才采用预防维修方式；非使用性后果故障：对安全性及使用性均没有直接的不利影响，只是使系统处于能工作但并非良好的状态，只有当预防维修费用低于故障后的直接维修费用时才进行预防维修，否则一般采用事后维修方式； 隐患性后果故障：通常须做预定维修工作。 4．故障按其产生原因及故障特征分类可分为早期故障、偶然故障和损耗故障。偶然故障也称随机故障，它是产品由于偶然因素引起的故障。对于偶然故障，通常预定维修是无效的。耗损故障是由于产品的老化、磨损、腐蚀、疲劳等原因引起的故障。这种故障出现在产品可用寿命期的后期，故障率随时间增长，采用定期检查和预先更换的方式是有效的。 5．故障模式或故障类型是故障发生时的具体表现形式。故障模式是由测试来判断的，测试结果显示的是故障特性。 6．故障机理是故障的内因，故障特征是故障的现象，而环境应力条件是故障的外因。 7．应力-强度模型：当施加在元件、材料上的应力超过其耐受能力时，故障便发生。这是一种材料力学模型。 8．高可靠度状态（图1.2-2（a））：应力和强度分布的标准差很小，且强度均值比应力均值高得多，安全余量Sm很大，所以可靠度很高。 图1.2-2（b）所示为强度分布的标准差较大，应力分布标准差较小的情况，采用高应力筛选法，让质量差的产品出现故障，以使母体强度分布截去低强度范围的一段，使强度与应力密度曲线下重叠区域大大减小，余下的装机件可靠度提高。 图1.2-2（c）所示为强度分布标准差较小，但应力分布标准差较大的情况，解决的办法最好是减小应力分布的标准差，限制使用条件和环境影响或修改设计。
第十章发动机故障分析排除 第一节发动机故障检查分析方法 1UZH FE发动机所产生的故障，在外部表现上与化油器式发动机的故障基本相同，其故障分析的基本思路也相似，每个系统的检查都是按以下三个要素进行：(1) 高气缸压缩压力；(2) 正确的点火正时和强大的火花；(3) 良好的空气—燃油混合气。 要特别记住，EFI( 电子控制汽油喷射)系统的故障率是比较低的，必须确定故障原因是否真正出在EFI 系统。首先要查明故障是否出在影响压缩压力的起动系统或发动机本身；或是出在影响正确点火正时和火花强度的点火装置(火花塞、高压线、点火线圈、分电器、点火器)上。然后对控制空气—燃油混合气的EFI 系统进行检查。 检查起动系统、发动机或点火系统的方法，与检查化油器式发动机基本相同。 而EFI 系统的检查方法，则不同于化油器的检查。 图10—1列出了ECU控制系统的故障分析排除的基本程序；图10—2是利用万用表和丰田电脑控制系统(TCCS)检测器进行故障分析排除的程序。 为了迅速地查找故障源，首先必须了解故障出现时的情形、条件、如何发生以及是否已检修过等与故障有关的情况和信息。为此，必须认真听取客户对故障现象的描述。尽管客户的描述可能有误或不全面，也可能是自相矛盾的，但它常常有可能把握住问题的关键。最好的做法是：在听取客户的初步意见之后，思索—下，进行初步诊断检查是否有故障代码，随后询问—些有关的问题，并根据以往的经验来帮助确定或否定初步诊断的结论，同时，认真填写“发动机控制系统
客户所述故障检查分析表” （如表10—1 所示），便于以后检查分析时参考。 在检查诊断代码时，如果不能确认故障代码，在基本检查中也不能确认故障 原因，则应按表10—2 中的数字顺序进行故障分析排除。表10—2 中标有*号的电路可用丰田电脑控制系统（TCCS）检测器进行检查。 *可用丰田手持式检测器或分接盒进行诊断 图10—1 ECU 控制系统故障诊断程序图 ?:可用TCCS佥测器进行诊断的步骤 图10—2用万用表和丰田电脑控制系统（TCCS）检测器进行故障诊断程序 表10—1 发动机控制系统客户所述故障检查分析表 检查员姓名: 第二节配线和连接器故障的检查方法 配线或连接器故障不外乎开路或短路。 开路:这可能是配线脱开、连接器接触不良、连接器端子拔出等造成的 图10—3 连接器故障示意图 备注:①导线在中间折断是很罕见的。大多在连接器处脱开。尤其应仔细 检查传感器和执行器的连接器。②连接器端子生锈、端子间夹有异物、连接器插头和插座之间接触压力下降等，都有可能造成接触不良。只需将连接器拔出后再插上—次，便可改变其连接状况，可能使其恢复正常接触。 所以在故障排除分析时，如果检查配线和连接器时未发现不正常，但故障却在检查后消失，则可认为故障原因在配线或连接器。
机械系统故障诊断 综合大作业 航空发动机的状态监测和故障诊断 1.研究背景与意义 航空发动机不但结构复杂，且工作在高温、大压力的苛刻条件下。从发动机发展现状看，无论设计、材料和工艺水平，抑或使用、维护和管理水平，都不可能完全保证其使用中的可靠性。而发动机故障在飞机飞行故障中往往是致命的，并且占有相当大的比例，因此常常因发动机的故障导致飞行中的灾难性事故。 随着航空科学技术的发展并总结航空发动机设计、研制和使用中的经验教训，航空发动机的可靠性和结构完整性已愈来愈受到关注。自70年代初期即逐步明确航空发动机的发展应全面满足适用性、可靠性和经济性的要求，也就是在保证达到发动机性能要求的同时，必须满足发动机的可靠性和经济性（维修性和耐久性）的要求。 可靠性工作应贯穿在发动机设计-生产-使用-维护全过程的始终。对新研制的发动机，应在设计阶段就同时进行可靠性设计、试验和预估；对在役的发动机，应经常进行可靠性评估、监视和维护。军机和民用飞机的主管部门，设计、生产、使用和维护等各部门，应形成有机的、闭环式的可靠性管理体制，共同促进航空发动机可靠性的完善和提高。 2.国内外进展 自70年代前期，国外一些先进的民用和军用航空公司即着手研究和装备发动机的状态监视和故障诊断系统。电子技术与计算机技术的迅速发展，大大促进了航空发动机的状态监视与故障诊断技术的发展。至今，监视与诊断技术作为一项综合技术，已发展成为一门独立的学科，其应用已日趋广泛和完善。 按民航适航条例规定航空发动机必须有15个以上的监视参数。现今美国普?惠公司由有限监视到扩展监视，逐步完善了其TEAMIII等系统，美国通用电气公司也不断在发展其ADEPT系统。 从各国空军飞机发动机的资料来看，大都采用了发动机状态监视与故障诊断系统。包括发动机监视系统EMS，发动机使用情况监视系统EUMS和低循环疲劳计数器LCFC等，同时为了帮助查找故障，近年来还发展了发动机故障诊断的专家系统，如XMAN和JET—X。美国自动车工程协会（SAE）E-32航空燃气涡轮监视委员会研究并颁布了一系列指南，包括航空燃气涡轮发动机监视系统指南、有限监视系统指南、滑油系统监视指南、振动监视系统指南、使用寿命监视及零件管理指南等。 我国相关民用航空公司和院校开展的发动机状态监测与故障诊断的研究工作已初见成效。并且对于新研制的高性能发动机已将实施状态监视列为重要的技、战术指标，因此正较全面的开展这方面的研究工作。但是总的看来，国内该项工作开展得还不够，亟待有计划、有步骤地借鉴国外的成功经验，发展并推广我们自己的状态监视与故障诊断技术，以适应飞机和发展的需要。
六、诊断实例 例1：圆筒瓦油膜振荡故障的诊断 某气体压缩机运行期间，状态一直不稳定，大部分时间振值较小，但蒸汽透平时常有短时强振发生，有时透平前后两端测点在一周内发生了20余次振动报警现象，时间长者达半小时，短者仅1min左右。图1-7是透平1＃轴承的频谱趋势，图1-8、图1-9分别是该测点振值较小时和强振时的时域波形和频谱图。经现场测试、数据分析，发现透平振动具有如下特点。 图1-7 1*轴承的测点频谱变化趋势 图1-8 测点振值较小时的波形与频谱
图1-9 测点强振时的波形和频谱 (1)正常时，机组各测点振动均以工频成分）幅值最大，同时存在着丰富的低次谐波成分，并有幅值较小但不稳定的（相当于×）成分存在，时域波形存在单边削顶现象，呈现动静件碰磨的特征。 (2)振动异常时，工频及其他低次谐波的幅值基本保持不变，但透平前后两端测点出现很大的×成分，其幅度大大超过了工频幅值，其能量占到通频能量的75%左右。 (3)分频成分随转速的改变而改变，与转速频率保持×左右的比例关系。 (4)将同一轴承两个方向的振动进行合成，得到提纯轴心轨迹。正常时，轴心轨迹稳定，强振时，轴心轨迹的重复性明显变差，说明机组在某些随机干扰因素的激励下，运行开始失稳。 (5)随着强振的发生，机组声响明显异常，有时油温也明显升高。 诊断意见：根据现场了解到，压缩机第一临界转速为3362r/min，透平的第一临界转速为8243r/min，根据上述振动特点，判断故障原因为油膜涡动。根据机组运行情况，建议降低负荷和转速，在加强监测的情况下，维持运行等待检修机会处理。 生产验证：机组一直平稳运行至当年大检修。检修中将轴瓦形式由原先的圆筒瓦更改为椭圆瓦后，以后运行一直正常。 例2：催化气压机油膜振荡 某压缩机组配置为汽轮机十齿轮箱＋压缩机，压缩机技术参数如下： 工作转速：7500r/min出口压力：轴功率：1700kW 进口流量：220m3 /min 进口压力：转子第一临界转速：2960r/min 1986年7月，气压机在运行过程中轴振动突然报警，Bently 7200系列指示仪表打满量程，轴振动值和轴承座振动值明显增大，为确保安全，决定停机检查。
民航飞机故障诊断概述 民航飞机故障诊断的特点 1、故障诊断必须满足适航性的要求 民用航空，包括民用航空器的设计、制造、使用和维修均处十有关国际组织和I各国法规的严格控制之下。对飞机进行故障诊断的适航性要求主要体现在飞机。 2、故障征兆和I故障原因间不一定有明确的对应关系 飞机系统由30多个子系统组成，子系统之间相互关联。并目‘子系统又包含了多个分系统。在子系统内，层次之间的信息联系又是不确定的。例如A32。系列飞机的无线电导航系统、大气数据惯性基准系统(ADIRS、飞行管理、制导计算机系统(FMGCS、电子飞行仪表系统(EFIS)等都与飞行控制系统存在着数据通信。Ifn飞行控制系统内部的分系统之间又存在相互交联信号。由此可见，故障具有纵向传播和横向传播特性。较高层次系统的故障来源十底层次系统故障，同一层次上的不同系统之间在结构和功能上存在许多联系和祸合。 3、故障诊断涉及的结构层次有所提高 随着飞机模块化、集成化程度的提高，故障诊断的结构层次也相应提高。尤其是航线维护，当故障源查到某一部件层，就要求整体更换此部件来排除故障。即航线维护就是诊断到部件级，非兀件级。 4、诊断时间要求紧 航线维护是在航前、航后、短停期间进行。为了减少因航班延误带来的损失，要求航线维护在规定时间内完成。尤其是短停，时间要求紧。 5、航线可更换件维修的难点集中在诊断逻辑部分 飞机系统故障诊断的步骤主要为:首先要检测到故障特征信号并完成故障征兆的提取:这一步可由飞机的自检设备完成并显示征兆信息。在大多数情况下无须维修人员参与。其次根据故障征兆确定故障原因，此处是故障诊断的难点，尤其是对十疑难故障，BITE难以做到对故障的准确定位。 民航飞机故障诊断的知识来源 维修手册、维修大纲、可靠性分析报告}so]和专家经验是民航飞机故障诊断的主要知识来源。 1、维修手册 维修手册中包含了民航飞机的系统结构图、系统原理图、故障诊断步骤等信息，维修人员在使用时按自己的理解形成推理规则。维修手册内容主要包括传统的故障隔离和排除的全过程。由十维修手册是标准文件，未体现出飞机使用后的个体特征和环境差异，同时从维修手册中获取的规则往往比实际情况复杂。 2、维修大纲 维修大纲是民航飞机故障诊断依据的计划性文件，主要包含了部件的计划维修信息，包括故障发生的维修间隔、维修等级、计划维修项目、零部件的重要度等信息。通过维修大纲可以估计故障出现的时间，用这一时间与实际的工作时间比较，可以指导故障诊断。维修手册与维修大纲都是设计人员制订的。 3、可靠性报告 可靠性报告是由飞机制造商和航空公司定时发布的，是故障统计历史信息的
《机械故障诊断技术》论文 ---转子不平衡的故障机理和诊断 学院：机械工程学院 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期： 2013年10月14日
摘要 旋转机械转子不平衡故障是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺陷造成的故障,旋转机械约有近七成的故障与转子不平衡有关,且旋转机械转子故障类型多样,故障特征相近,因此对旋转机械的转子不平衡故障的分析、诊断以及类型的甄别是十分必要的。转子不平衡是大型回转机械常见的故障之一，也是引起旋转机械振动的主要原因。因此，针对转子不平衡故障的诊断和分析越来越受到人们的重视。本文主要介绍了质量不平衡故障机理、原因和振动特征，并详细分析了旋转机械不平衡的故障机理与特征,找出了其故障原因并提出了解决措施,对从事设备维护工作的人员具有一定指导意义。 关键词：旋转机械转子不平衡故障诊断轴心轨迹全息谱 ABSTRACT Rotating machinery rotor unbalance fault is due to the quality of the eccentric rotor or rotor component parts defects caused by the failure, rotating machinery fault about around seventy percent on the rotor unbalance and rotor rotating machinery fault types, fault features are similar, so the rotating machinery rotor imbalance fault analysis, diagnostics and the type of screening is necessary. Rotor imbalance is a large rotating machinery common faults, is one of the main causes of rotating machinery vibration. Therefore, for rotor unbalance fault diagnosis and analysis of more and more people's attention. This paper describes the mechanism of mass unbalance fault, causes and vibration characteristics, and a detailed analysis of rotating machinery unbalanced fault mechanism and characteristics, to identify the cause of the failure and proposed solutions, engaged in equipment maintenance personnel working with certain guiding significance. Keywords: rotor unbalance fault diagnosis of rotating machinery Orbit holospectrum
飞机操控系统故障诊断方法研究 发表时间：2016-01-12T10:05:19.350Z 来源：《基层建设》2015年18期供稿作者：郭莎[导读] 中航飞机研发中心本课题针对无人机在飞行过程中，操控系统易出现故障的缺点，提出了强跟踪卡尔曼滤波器的故障诊断方法，同时还结合专家系统及神经网络进行分析。中航飞机研发中心陕西汉中 723000 摘要：本课题针对无人机在飞行过程中，操控系统易出现故障的缺点，提出了强跟踪卡尔曼滤波器的故障诊断方法，同时还结合专家系统及神经网络进行分析。该方法不需要获取大量训练样本，无需占用过多的计算机资源，就能实现快速准确的诊断，克服了在线诊断能力差的缺点，该方法对无人机安全飞行意义重大。关键词：飞机操控系统；故障诊断方法；专家系统；神经网络；STF 引言 飞机对可靠性和安全性有严格的要求，必须对控制系统的潜在故障进行检测和诊断，及时发现输入、输出传感器、部附件和子系统的故障。故障诊断需要从系统结构上去检测和隔离故障。对控制系统故障检测技术的研究近年来发展很快，基于状态估计的故障诊断方法是利用状态观测器或 K a l m a n 滤波器，构造系统的状态空间观测器或滤波器，由系统的状态空间观测器或滤波器重构系统的状态或输出。把系统实测的状态或输出与利用这种数学关系得到的状态或输出进行比较，根据两者之间的差别进行故障诊断。 一、故障诊断技术的概况 1、故障诊断的涵义 飞机故障主要分为两种，一种是硬故障，一种是软故障。操作系统的故障属于软故障，故障诊断主要是对故障进行分析与判断，进而对其进行评价与决策。故障诊断需要花费大量的时间，才能诊断出故障的位置与大小，故障诊断主要的内容包括故障建模、故障检测、故障分析与故障决策。 2、故障诊断的技术 随着飞机设备的增多，其技术含量也在不断增加，为了保证飞机的安全，故障诊断技术得到了快速的发展，故障诊断的方法主要有三种，分别为模型解析法、信号处理法与知识法等。现阶段，故障诊断技术已经趋于成熟，其中线形系统技术的理论研究较多，但在具体的应用过程中仍需加强。 二、基于 STF 的飞控传感器故障诊断技术 通过强跟踪卡尔曼滤波器故障仿真实验研究发现，对垂直陀螺的注入故障时，故障观测器可以快速跟踪检测到故障的发生，以及对其他变量的跟踪和状态观测，但是对幅值估计并不是很精确。因此，本文主要是基于 STF 对飞控系统传感器故障诊断算法进行研究处理。 1、概述 强跟踪卡尔曼滤波器加上小波滤波去噪对飞控传感器进行故障诊断技术研究。其主要步骤：首先，依照飞控系统传感器的数学模型，将待测飞控系统的故障参数增加为状态变量，得到新的飞控系统传感器的数学模型，做好各个参数的匹配工作；其次，使用强跟踪卡尔曼滤波器对飞控系统传感器变量进行预测，算出飞控系统传感器的测量信息。最后，将强跟踪卡尔曼滤波所推理出的量测信息进行小波阈值去噪对飞控传感器的故障估计值进行去噪以便得到更精确的估计故障幅值。 2、基于强跟踪卡尔曼滤波的飞控传感器故障诊断 强跟踪卡尔曼卡尔曼滤波器是扩展卡尔曼滤波器的发展，为使扩展卡尔曼滤波器具有强跟踪的特点，须在线确定时变增益阵 K （k+1），使其满足正交性原理。此正交原理实质上是在状态估计残差最小方差性能指标的基础上有附加了一条输出残差序列，处处保持相互正交的性能指标。当由于模型不确定性的影响，造成滤波器的状态估计值偏离系统状态时，必然会在输出残差序列幅值上表现出来，这时只要在线适当调整增益阵K（k+1），使得残差序列仍相互保持正交，则可强迫滤波器仍保持对实际系统状态的跟踪。为了让扩展卡尔曼滤波器具有强跟踪滤波器的优良性能一种方法是采用变化的渐消因子对过去的数据进行渐消，实时调整状态预报误差的协方差阵以及相应的增益阵。由此构成了带次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波器，即强跟踪卡尔曼滤波器。 3、强跟踪卡尔曼滤波器方法，可以有效地应用于一类非线性系统的在线传感器故障诊断。其基本思想：用扩展卡尔曼滤波器基础上算出残差，得到的残差值加强平方和运算实现故障检测；通过 STF 就能实现时变参数与系统状态的估计值；最后根据贝叶斯算法检验估计值，得到我们想要的诊断结果。 强跟踪滤波器的对飞控系统传感器故障诊断有如下的优点：： ①对于飞控系统的状态变量和故障参数有非常强的鲁棒性； ②飞控系统在建模时的测量噪声与系统噪声和系统的初值对我们观测变量和故障参数影响不是很大； ③如果飞控系统传感器故障发生了硬故障和软故障，故障参数的跟踪能力状态一直良好； ④适合于飞控系统传感器的在线估计状态变量和故障参数，它的计算量不大。 三、结合专家系统和神经网络 1、专家系统1.1概述 专家系统是利用一组计算机程序，通过知识推理从而协助人类进行故障的分类、诊断与决策等，并且根据专家的知识与经验结合自身的知识与经验，进而实现能力的完善。专家系统在众多领域均得到了应用，该系统提高了工作效率，节省了资源。 1.2具体设计
故障诊断技术发展历史 故障诊断(FD)始于(机械)设备故障诊断，其全名是状态监测与故障诊断(CMFD)。它包含两方面内容：一是对设备的运行状态进行监测；二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。欧洲各国在欧洲维修团体联盟(FENMS)推动下，主要以英国倡导的设备综合工程学为指导；美国以后勤学(Logistics)为指导；日本吸收二者特点，提出了全员生产维修(TPM)的观点。美国自1961年开始执行阿波罗计划后，出现一系列因设备故障造成的事故，导致1967年在美国宇航局(NASA)倡导下，由美国海军研究室(ONR)主持成立了美国机械故障预防小组(MFPG)，并积极从事技术诊断的开发。 美国诊断技术在航空、航天、军事、核能等尖端部门仍处于世界领先地位。英国在60～70年代，以Collacott为首的英国机器保健和状态监测协会(MHMG & CMA)最先开始研究故障诊断技术。英国在摩擦磨损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面具领先地位。日本的新日铁自1971年开发诊断技术，1976年达到实用化。日本诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处领先地位。我国在故障诊断技术方面起步较晚，1979年才初步接触设备诊断技术。目前我国诊断技术在化工、冶金、电力等行业应用较好。故障诊断技术经过30多年的研究与发展，已应用于飞机自动驾驶、人造卫星、航天飞机、核反应堆、汽轮发电机组、大型电网系统、石油化工过程和设备、飞机和船舶发动机、汽车、冶金设备、矿山设备和机床等领域。 故障诊断的主要理论和方法 故障诊断技术已有30多年的发展历史，但作为一门综合性新学科——故障诊断学——还是近些年发展起来的。从不同的角度出发有多种故障诊断分类方法，这些方法各有特点。从学科整体可归纳以下理论和方法。 (1)基于机理研究的诊断理论和方法从动力学角度出发研究故障原因及其状态效应。针对不同机械设备进行的故障敏感参数及特征提取是重点。 (2)基于信号处理及特征提取的故障诊断方法主要有时域特征参数及波形特征诊断法、时差域特征法、幅值域特征法、信息特征法、频谱分析及频谱特征再分析法、时间序列特征提取法、滤波及自适应除噪法等。今后应注重实时性、自动化性、故障凝聚性、相位信息和引入人工智能方法，并相互结合。 (3)模糊诊断理论和方法模糊诊断是根据模糊集合论征兆空间与故障状态空间的某种映射关系，由征兆来诊断故障。由于模糊集合论尚未成熟，诸如模糊集合论中元素隶属度的确定和两模糊集合之间的映射关系规律的确定都还没有统一的方法可循，通常只能凭经验和大量试验来确定。另外因系统本身不确定的和模糊的信息(如相关性大且复杂)，以及要对每一个征兆和特征参数确定其上下限和合适的隶属度函数，而使其应用有局限性。但随着模糊集合论的完善，相信该方法有较光明的前景。 (4)振动信号诊断方法该方法研究较早，理论和方法较多且比较完善。它是依据设备运行或激振时的振动信息，通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断。在这方面应注重引入非线性理论、新的信息处理理论和方法。
发动机故障诊断排除实例 第一节发动机故障检查分析方法 1UZ—FE发动机所产生的故障，在外部表现上与化油器式发动机的故障差不多相同，其故障分析的差不多思路也相似，每个系统的检查差不多上按以下三个要素进行：(1)高气缸压缩压力；(2)正确的点火正时和强大的火花；(3)良好的空气—燃油混合气。 要专门记住，EFI(电子操纵汽油喷射)系统的故障率是比较低的，必须确定故障缘故是否真正出在EFI系统。第一要查明故障是否出在阻碍压缩压力的起动系统或发动机本身；或是出在阻碍正确点火正时和火花强度的点火装置(火花塞、高压线、点火线圈、分电器、点火器)上。然后对操纵空气—燃油混合气的EFI系统进行检查。 检查起动系统、发动机或点火系统的方法，与检查化油器式发动机差不多相同。而EFI系统的检查方法，则不同于化油器的检查。 图10—1列出了ECU操纵系统的故障分析排除的差不多程序；图10—2是利用万用表和丰田电脑操纵系统(TCCS)检测器进行故障分析排除的程序。 为了迅速地查找故障源，第一必须了解故障显现时的情形、条件、如何发生以及是否已检修过等与故障有关的情形和信息。为此，必须认真听取客户对故障现象的描述。尽管客户的描述可能有误或不全面，也可能是自相矛盾的，但它常常有可能把握住问题的关键。最好的做法是：在听取客户的初步意见之后，思索—下，进行初步诊断检查是否有故障代码，随后询问—些有关的问题，并依照以往的体会来关心确定或否定初步诊断的结论，同时，认真填写“发动机操纵系统客户所述故障检查分析表”(如表10—1所示)，便于以后检查分析时参考。 在检查诊断代码时，假如不能确认故障代码，在差不多检查中也不能确认故障缘故，则应按表10—2中的数字顺序进行故障分析排除。表10—2中标有*号的电路可用丰田电脑操纵系统(TCCS)检测器进行检查。
飞机电源系统状态监测与故障诊断技术研究 发表时间：2019-01-15T16:11:37.740Z 来源：《电力设备》2018年第25期作者：迟晓林[导读] 摘要：飞机电源系统是飞机最重要的系统部件之一，承担着为飞行控制、导航、无线电通信、雷达以及电子对抗、导弹发射等装置提供电力的功能，关系着飞机上各种用电设备的正常运行和飞行安全，电源系统的故障和失效都可能造成非常严重的后果。 （航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江省哈尔滨市 150060）摘要：飞机电源系统是飞机最重要的系统部件之一，承担着为飞行控制、导航、无线电通信、雷达以及电子对抗、导弹发射等装置提供电力的功能，关系着飞机上各种用电设备的正常运行和飞行安全，电源系统的故障和失效都可能造成非常严重的后果。因而，本文对电源系统状态监测与故障诊断等进行了研究。 关键词：飞机电源系统；状态监测；故障诊断 一、监测与诊断技术的原理和方法 1.1状态监测与故障诊断技术的原理 状态监测与故障诊断技术是指在故障产生的初期尽早发现故障，并预测发展趋势，合理安排设备的工作，避免故障扩大到使设备严重受损或造成临时性的停运事故。 （1）机理研究。机理研究主要是明确设备异常或故障在状态信号中的反映情况。状态信号包括各种化学和物理量，如机械量A（振动等）、电气量（电流、电压或其组合）、热工量（温度、压力、流量）及化学成分等。 （2）信号采集与处理。借助各种与状态信号相匹配的传感器，对选定的状态信号进行采集，并传输至信号处理单元。 （3）特征提取。利用机理研究的成果，从状态信号中提取与设备状态有关的特征信息。在故障诊断阶段，根据状态监测判别出设备状态有异常或故障情况下，进一步确定故障的性质、故障类别、严重程度、故障部位、故障原因，乃至说明故障发展趋势和对未来的影响。为预报、控制、剩余寿命预估、维修、调整、治理及事故分析提供依据。 1.2状态监测与故障诊断技术的方法 （1）基于FFT原理的算法。对于大多数机电系统而言，其周期性工作特征使得频谱分析法成为应用最成熟的故障特征分析方法，功率谱分析成为FFTr最广泛的应用。 （2）非线性信号处理方法。在机电设备故障领域，转轴裂纹、动静碰磨等故障非线性特征非常明显，因此非线性信号处理方法非常适合于机电设备故障领域。 （3）非稳态信号处理方法。常见的非稳态信号主要包括谐和变频信号、宽带变谱信号及瞬态信号。谐和变频信号处理方法通常包括短时陕速傅氏变换的三维谱等方法；宽带变谱信号较适用的方法主要是现代谱分析算法；对于瞬态信号，常用方法为小波分析法。 （4）非高斯信号处理方法。在机械设备故障诊断中，故障分析信号通常不服从高斯分布，因而非高斯信号处理方法研究逐渐兴起，主要数学工具包括高阶统计量及相应的高阶谱。 （5）故障诊断推理及判别方法。根据隶属的学科体系，将故障的推理及判别过程所采取的各种方法分为5部分，即：基于控制模型故障诊断，基于模式识别故障诊断，基于人工智能故障诊断，模糊理论和粗糙集理论。 二、飞机电源系统状态监测与故障诊断技术的发展 故障检测与诊断技术的发展离不开信息技术及理论的进步。总体说来，历经3个阶段：第一阶段由于设备简单，故障诊断主要依靠专业维修人员感官、个人经验及简单的仪表设备；随着传感器技术、动态测试技术及信号处理理论和技术的发展，故障诊断迎来第二阶段的发展；20世纪90年代以来，伴随着高级计算机技术及人工智能技术和理论的不断发展，故障诊断技术进入了智能化阶段。在故障检测与诊断技术的发展过程中，相应出现了各类故障诊断系统，根据出现的先后顺序，将其分为4类。 （1）便携式检测仪表和分析仪器。它是最早出现的故障检测装置，作用是对检测对象的一些重要运行参数进行测量，据此判断设备工作状态是否良好。主要产品包括丹麦B&K公司及瑞典的SPM公司的振动测量仪、温度测量仪及轴承检测仪。 （2）在线监测仪表系统。该系统运行在需要实时监控的特定工作对象中，对工作过程中的重要状态量进行监测。美国Bently及瑞士Vibro—MetCr等公司开发了许多系列产品。 （3）计算机监测分析与诊断系统。该系统不仅能够实现在线监测功能，还具有越限报警、实时故障分析与诊断等功能。例如，美国Bently公司、日本三菱公司以及我国清华大学、哈尔滨工业大学等，相继研发了各自的检测及诊断系统。 （4）智能诊断系统。智能诊断系统的开发始于20世纪80年代，它是人工智能技术研究的成果。西屋公司研制成功的电厂人工智能在线诊断大型网络系统是该系统的典型代表。国内在该领域方面的研究起步较晚，华中理工大学等科研机构取得了一系列成果。 三、飞机电源系统状态监控与故障诊断技术研究现状 近年来，可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性工程受到各国有关方面的高度重视。这对飞机电源系统实时状态监测与故障诊断技术提出了更高的要求。然而，当前在飞机飞行以及地面维护和保养过程中所采用方法与手段，还不能对航空电源的状态进行全面而精确的监测与诊断。 3.1机上自检BIT技术 机内测试BIT（Build In Test）技术借助机上电源系统自身的电路和程序，通过机载维护计算机对电源系统自身的状态进行检测和监控，并对故障进行检测和隔离，可有效降低相应设备平均修复时间、故障间隔时间及维修费用。然而，由于机内设备复杂及数量众多等原因，传感器检测项目的数量非常有限，目前只能对重要指标进行检测。此外，对故障的隔离还停留在继电保护的水平，属于“被动保护”，只能在故障发生后保护设备，无法实施“主动保护”，或将故障排除在萌芽状态。 3.2地面定期检测 地面定期检测主要通过地面维护人员根据相关的军标，借助各种仪器仪表对地面电源进行检测，处于故障诊断技术发展的第一或第二阶段。同BIT检测技术相比，检测更加全面，可以获得更多重要指标。例如，使用兆欧表来检测起动发电机定子绕组的绝缘电阻，通过示波器检测三级交流发动机旋转整流二极管的工作状态等。然而，地面定检这种离线检测手段还无法在飞机飞行过程中实时在线监测航空电源运行时的状态参数，且检测过程可能会掺杂较多人为因素，耗时耗力，效率低下。
故障诊断(FD)始于(机械)设备故障诊断，其全名是状态监测与故障诊断(CMFD)。它包含两方面内容：一是对设备的运行状态进行监测；二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。欧洲各国在欧洲维修团体联盟(FENMS)推动下，主要以英国倡导的设备综合工程学为指导；美国以后勤学(Logistics)为指导；日本吸收二者特点，提出了全员生产维修(TPM)的观点。美国自1961年开始执行阿波罗计划后，出现一系列因设备故障造成的事故，导致1967年在美国宇航局(NASA)倡导下，由美国海军研究室(ONR)主持成立了美国机械故障预防小组(MFPG)，并积极从事技术诊断的开发。 美国诊断技术在航空、航天、军事、核能等尖端部门仍处于世界领先地位。英国在60～70年代，以Collacott为首的英国机器保健和状态监测协会(MHMG & CMA)最先开始研究故障诊断技术。英国在摩擦磨损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面具领先地位。日本的新日铁自1971年开发诊断技术，1976年达到实用化。日本诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处领先地位。我国在故障诊断技术方面起步较晚，1979年才初步接触设备诊断技术。目前我国诊断技术在化工、冶金、电力等行业应用较好。故障诊断技术经过30多年的研究与发展，已应用于飞机自动驾驶、人造卫星、航天飞机、核反应堆、汽轮发电机组、大型电网系统、石油化工过程和设备、飞机和船舶发动机、汽车、冶金设备、矿山设备和机床等领域。 故障诊断的主要理论和方法 故障诊断技术已有30多年的发展历史，但作为一门综合性新学科——故障诊断学——还是近些年发展起来的。从不同的角度出发有多种故障诊断分类方法，这些方法各有特点。从学科整体可归纳以下理论和方法。 (1)基于机理研究的诊断理论和方法从动力学角度出发研究故障原因及其状态效应。针对不同机械设备进行的故障敏感参数及特征提取是重点。 (2)基于信号处理及特征提取的故障诊断方法主要有时域特征参数及波形特征诊断法、时差域特征法、幅值域特征法、信息特征法、频谱分析及频谱特征再分析法、时间序列特征提取法、滤波及自适应除噪法等。今后应注重实时性、自动化性、故障凝聚性、相位信息和引入人工智能方法，并相互结合。 (3)模糊诊断理论和方法模糊诊断是根据模糊集合论征兆空间与故障状态空间的某种映射关系，由征兆来诊断故障。由于模糊集合论尚未成熟，诸如模糊集合论中元素隶属度的确定和两模糊集合之间的映射关系规律的确定都还没有统一的方法可循，通常只能凭经验和大量试验来确定。另外因系统本身不确定的和模糊的信息(如相关性大且复杂)，以及要对每一个征兆和特征参数确定其上下限和合适的隶属度函数，而使其应用有局限性。但随着模糊集合论的完善，相信该方法有较光明的前景。 (4)振动信号诊断方法该方法研究较早，理论和方法较多且比较完善。它是依据设备运行或激振时的振动信息，通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断。在这方面应注重引入非线性理论、新的信息处理理论和方法。
汽车故障诊断与典型案例分析 汽车发动机故障树 汽车自动变速器故障树 第一章发动机燃油喷射系统故障分析 第一节喷油脉宽方面的故障分析 一、基本喷油脉宽控制的故障分析 二、基本喷油脉宽控制方面的案例分析 案例1传感器型号不对，更换空气流量传感器之后出现油耗升高、怠速不稳的现象 案例2节气门位置传感器滑线电阻磨损，发动机怠速不稳、转速忽高忽低 案例3热线式空气流量传感器被污染，导致加速无力 案例4节气门位置传感器滑线电阻磨损，发动机怠速忽高忽低，低速行驶时偶尔有窜动现象 案例5进气歧管压力传感器真空管堵塞，冷车起动正常，热车时起动困难 三、进气温度传感器和冷却液温度传感器对喷油脉宽的影响 四、调节喷油脉宽方面的案例分析 案例1进气温度传感器断路或接地线接触不良造成起动困难 案例2冷却液温度传感器短路造成发动机无法起动 案例3发动机初次起动后立即熄火，重新起动时可正常起动，不再熄
火，连续起动后立即熄火 案例4更换空气滤清器滤芯后汽车没有高速，自动变速器没有超速挡案例5进气歧管压力传感器真空管堵塞导致热机起动困难 五、上游氧传感器修正喷油脉宽的控制故障分析 六、上游氧传感器控制方面的案例分析 案例1加热器损坏造成怠速发抖，加速不良 案例2传感器断路，出现怠速游车 案例3信号电压明显偏低，排气管却冒黑烟 案例4信号电压高，排气管冒黑烟，温控风扇不转 七、混合气过稀的原因分析 八、混合气过浓的原因分析 第二节电子节气门的组成、作用、故障分析 一、电子节气门的组成、作用及失效保护 二、电子节气门污染的危害及清洗方法 三、电子节气门系统使用时的注意事项 四、电子节气门系统常见故障的案例分析 案例1EPC故障灯频繁亮启，车子严重抖动或行驶申突然熄火 案例2电子节气门故障灯突然被点亮，同时加速踏板有踏空的感觉案例3发动机怠速不稳、加速不良、加速踏板发沉，严重时会出现怠速熄火 案例4发动机起动正常，怠速抖动，中高速时运转平稳” 五、电子节气门的重新设定
摘要：在民航事业飞速发展的背景下，飞机持续适航能力要求也不断提高，但从目前情况来看，在飞机维护过程中，各种故障尤为频繁，由于飞机结构和航电系统相当复杂，在满足适航要求的前提下对飞机故障进行检修需要花费大量的人力和时间。本文基于上述背景，对飞机航电系统故障分析方法以及故障诊断系统进行了研究，以期能为飞机检修人员提供借鉴意义。 关键词：飞机航电系统；故障；分析方法；诊断系统 在飞机航线维护以及飞机检修过程中，几乎每天都要面对各种各样的故障，由于飞机类型较多，且航电系统复杂，外加故障原因与环境、设备、人员等多种因素相关，因此对飞机航电系统故障进行准确诊断并及时排除故障对飞机安全航行有重要意义。以下将从飞机航电系统概述分析入手，逐步探讨了航电系统故障的分析和诊断方法。 一、飞机航电系统概述 目前通常采用的飞机航电系统为g1000航空电子系统，该系统具有高度集成的特征，内部包括高频通信收发机、gps收发机、等航空通讯电子设备，同时在机舱内配备了两台高分辨率的高精度液晶显示屏。该航电系统充分应用了飞机的操控特征、大气数据和以太网连接通信领域内的数据成果，具备功能性与实用性。系统将航空电子设备和仪表操作显示集成到一个单独的显示系统内，用液晶电子显示替代传统的机械仪表，从而让航行信息具备高灵活度，但航电系统在带给航空人员便捷的同时也给设备维护人员带来了一定的困难。 g1000子系统则包括飞行仪表显示系统和导航与通信系统。飞行仪表显示系统主要负责为主系统提供飞行参数，例如航向、高度、外界大气参数、飞行姿态等，信息均可在pfd显示屏中显示。导航与通信系统则主要起到导航与通信功能，音频信号通过数字传输通道送入音频板，gps信息则传送到mfd和pfd显示屏中进行处理。 二、飞机航电系统故障分析方法和诊断系统 1.航电系统故障 航电系统中最容易出现的是数据链路故障，由于数据链路状况主要以不同颜色的框框来进行区分，红色表示确定链路失效，黑色表示链路不明，系统无法准确识别，绿色则表示链路正常，例如pfd显示屏arinc 429中1号通道状态框显示为红色，则提示航电系统故障与lru grs77相关，即pfd与航向基准系统间的链路失效。 2.通讯导航系统故障 3.仪表系统故障 在航电系统姿态信息传递到各子系统的过程中，需要与多种类型的传感器共同作用，如倾斜传感器、加速度传感器等，仪表系统组间则主要负责对姿态参数信息进行采集，并将其传入姿态航向系统中，在该系统中，信息传递或者显示任何环节有误或者收到外界干扰均会导致姿态信息显示异常，从以往的故障数据调查以及飞行手册中可总结出仪表系统故障的主要原因，具体如下：（1）发动机振动导致仪表断线。（2）显示屏或者grs构型文件和软件失效。（3）各模块间数据通道失效。（4）仪表插头脱落或接触不良。 从故障类型来看，主要包括人为因素故障、系统自身元件故障、组间配置故障、参数错误等。 4.飞机电源故障诊断系统结构 机载电源主要有飞机发电机供电，若发电机故障则由机载蓄电池续电，通常情况下，飞机电源需维持三种状态，（1）有地面电源供电时，即使发电机运行正常，也不能向飞机上的设备供电；（2）断开地面电源后，飞机发电机恢复正常供电，同时蓄电池自动充电；（3）发电机故障无法供电时，蓄电池自动供电保证安全运行。 当电源供电关系不符合上述三种逻辑时，则提示飞机电源系统出现故障，需进行及时处