航空裝備故障診斷學

前言

發(fā)生在世紀之交的幾場局部戰(zhàn)爭表明，脫胎于20世紀工業(yè)文明的機械化戰(zhàn)爭正在被迅猛發(fā)展的信息文明催生的信息化戰(zhàn)爭所取代。信息化戰(zhàn)爭的一個顯著特點，就是知識和技術密集，戰(zhàn)爭的成敗越來越取決于各類高技術、高層次人才的質(zhì)量和數(shù)量，以及人與武器的最佳配合。因此，作為人才培養(yǎng)基礎工作的教材建設，就顯得格外重要和十分緊迫。為了加快推進中國特色軍事變革，貫徹執(zhí)行軍隊人才戰(zhàn)略工程規(guī)劃，培養(yǎng)造就高素質(zhì)新型航空機務人才，空軍從2003年開始實施了航空機務系統(tǒng)教材體系工程。實施航空機務系統(tǒng)教材體系工程是空軍航空裝備事業(yè)繼往開來的大事，它是空軍裝備建設的一個重要組成部分，是航空裝備保障人才培養(yǎng)的一個重要方面，也是體現(xiàn)空軍航空裝備技術保障水平的一個重要標志。兩年來，空軍航空機務系統(tǒng)近千名專家、教授和廣大干部、教員積極參與教材編修工作，付出了艱辛的勞動，部分教材已經(jīng)印發(fā)使用，效果顯著。實踐證明，實施教材體系工程，對于提高空軍航空機務人才的現(xiàn)代科學文化水平和綜合素質(zhì)，進而提升航空機務保障力和戰(zhàn)斗力，必將發(fā)揮重要作用和產(chǎn)生深遠影響，是一項具有戰(zhàn)略意義的工程?？哲姾娇諜C務系統(tǒng)教材體系工程，以鄧小平理論和“三個代表”的重要思想為指導，以新時期軍事戰(zhàn)備方針為依據(jù)，以培養(yǎng)高素質(zhì)新型航空機務人才為目標，著眼空軍向攻防兼?zhèn)湫娃D變和航空裝備發(fā)展需要，按照整體對應、系統(tǒng)配套、緊貼實際、適應發(fā)展，突出重點，解決急需的思路構建了一個較為完整的教材體系。教材體系的結構由部隊、院校、訓練機構教育訓練教材三部分組成，分為航空機務軍官教育訓練教材和航空機務士兵教育訓練教材兩個系列十六個類別的教材組成。規(guī)劃教材按照新編、修編、再版等不同方式組織編修。新編和修編的教材，充實了新技術、新裝備的內(nèi)容，吸收了近年來航空維修理論研究的新成果，對高技術戰(zhàn)爭條件下航空機務保障的特點和規(guī)律進行了有益探索，院校的專業(yè)訓練教材與國家人才培養(yǎng)規(guī)格接軌并具有鮮明的軍事特色，部隊訓練教材與總參頒布的《空軍軍事訓練與考核大綱》配套，能夠適應不同層次、不同專業(yè)航空機務人員的教育訓練需要，教材的系統(tǒng)性、先進性、科學性、針對性和實踐性與原有教材相比有了明顯提高。

內(nèi)容概要

本書以航空裝備故障診斷為主線，系統(tǒng)地闡述了航空裝備故障診斷的理論、方法和技術，并對其發(fā)展趨勢進行了展望。重點對基于故障樹、貝葉斯網(wǎng)絡、模糊理論、粗糙集理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、案例推理和專家系統(tǒng)的故障診斷方法和技術進行了全面系統(tǒng)介紹。本書在編寫過程中注意了理論的完整性，并提供了大量故障診斷方法的應用案例，以貼近航空裝備故障診斷實踐。    本書注重理論聯(lián)系實際，可作為高等院校相關專業(yè)研究生、本科生教材，也適用于航空裝備科研與生產(chǎn)單位的工程技術人員參考。

書籍目錄

第1篇 原理篇   第1章 緒論     1.1 航空裝備故障診斷的研究與實踐     1.2 航空裝備故障診斷學概述   第2章 故障與故障診斷     2.1 航空裝備失效和故障的概念     2.2 航空裝備常見失效與故障模式     2.3 航空裝備失效分析     2.4 航空裝備故障診斷的基本原理   第3章 故障診斷信息處理     3.1 故障診斷中的信息及分類     3.2 故障診斷中信息處理的一般過程     3.3 故障診斷信息的獲取     3.4 故障診斷中信息的預處理     3.5 故障診斷中信息的處理 第2篇 方法篇   第4章 基于故障樹分析的故障診斷     4.1 故障樹分析的基本內(nèi)容     4.2 故障樹的定性分析     4.3 故障樹的定量分析     4.4 航空裝備故障樹分析算例和系統(tǒng)開發(fā)實踐   第5章 基于貝葉斯網(wǎng)絡的故障診斷     5.1 貝葉斯網(wǎng)絡的概率論基礎     5.2 貝葉斯網(wǎng)絡推理     5.3 貝葉斯網(wǎng)絡學習     5.4 貝葉斯網(wǎng)絡在裝備故障診斷中的應用   第6章 基于模糊理論的故障診斷     6.1 模糊診斷理論基礎     6.2 航空裝備的模糊邏輯診斷     6.3 航空裝備的模糊聚類診斷   第7章 基于粗糙集理論的故障診斷     7.1 粗糙集基本概念     7.2 基于粗糙集理論的智能故障診斷     7.3 航空裝備的粗糙集診斷案例   第8章 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷     8.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡的基本原理     8.2 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷原理     8.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷模型設計     8.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷方法     8.5 基于SOM神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷方法     8.6 其他典型的神經(jīng)網(wǎng)絡故障診斷模型   第9章 基于案例的推理的故障診斷     9.1 CBR概述     9.2 CBR的關鍵步驟     9.3 航空裝備故障診斷CBR系統(tǒng)   第10章 基于專家系統(tǒng)的故障診斷     10.1 專家系統(tǒng)的基本概念     10.2 專家系統(tǒng)的推理機制     10.3 專家系統(tǒng)中的知識庫     10.4 航空裝備故障診斷專家系統(tǒng)案例 第3篇 實踐篇   第11章 發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷     11.1 航空發(fā)動機簡介     11.2 發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷概述     11.3 發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷的技術和方法     11.4 發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)   第12章 航空電子設備故障診斷     12.1 航空電子系統(tǒng)簡介     12.2 航空電子設備故障診斷概述     12.3 航空電子設備故障診斷技術     12.4 基于故障樹結構的某型光電雷達電子設備故障診斷系統(tǒng)     12.5 基于信息融合的航空電子設備故障診斷     12.6 模糊理論在航空電子設備故障診斷中的應用，     12.7 基于補償神經(jīng)網(wǎng)絡的航空電子設備故障診斷 第4篇 發(fā)展篇   第13章 嵌入式故障診斷發(fā)展動態(tài)與展望     13.1 嵌入式故障診斷概述     13.2 嵌入式故障診斷在航空裝備中的發(fā)展動態(tài)     13.3 嵌入式故障診斷展望   第14章 遠程故障診斷發(fā)展動態(tài)與展望     14.1 遠程故障診斷技術概述     14.2 遠程故障診斷技術發(fā)展動態(tài)     14.3 遠程故障診斷技術展望     參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)代航空裝備的結構日趨復雜，其故障類型越來越多，有的行為和特征較明顯，可用某種物理方法直接檢測，而大多數(shù)故障情況比較復雜，特別是對復雜的系統(tǒng)，故障和征兆之間不存在一一對應的簡單關系，再加上故障和征兆信息的隨機性、模糊性和不可測性，使得故障診斷的難度大增。一般來說，裝備故障具有如下特性：（1）層次性。對復雜的裝備，其結構可劃分為系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件、元件等多個層次，其功能也可劃分為若干層次。因而其故障和征兆也有不同的層次，在故障診斷中可設計某種層次診斷模型和層次診斷策略。（2）傳播性。有兩種傳播方式，一是橫向傳播，如某一元件的故障引起層內(nèi)其他元件的功能失常；二是縱向傳播，即元件的故障相繼引起部件-+子系統(tǒng)一系統(tǒng)的故障。（3）隨機性。航空裝備的運行是一個動態(tài)過程，其本質(zhì)是隨機過程。含義有兩方面，一是在不同時刻的觀測數(shù)據(jù)是不可重復的；二是表征機器工作狀態(tài)的特征值不是不變的，而是在一定范圍內(nèi)變化，即使同型號的裝備由于裝配、安裝和工作條件上的差別，也往往導致機器的工作狀態(tài)及故障模式改變。（4）復雜性。航空裝備大都是有數(shù)量龐大的零件組裝而成，零部件之間相互耦合，并且具有多層次性，這使得故障與征兆問之間并不是一一對應的關系。一個故障可能對應若干征兆，而一個征兆同樣可能對應若干故障，它們之間存在著錯綜復雜的映射關系。航空裝備故障的這些特點，決定了對它的故障診斷決不是簡單的“望聞問切”，而是在科學分析裝備故障形成、發(fā)展、擴散過程的基礎上，使用有效的監(jiān)測和檢測手段，運用現(xiàn)代化的科學分析方法和工具，綜合地對航空裝備的故障模式和故障機理進行的系統(tǒng)辨識。因此，航空裝備的故障診斷本質(zhì)上是個模式辨識問題。作為一個辨識問題，為了提高辨識的成功率，必須充分地占有裝備信息，正確地處理裝備信息，有效地融合裝備信息。充分地占有設備信息是通過適當?shù)膫鞲衅?、適當?shù)臏y點選擇以及設備的歷史狀態(tài)信息的綜合來完成的；正確地處理設備信息是通過先進而實用的信號處理技術來實現(xiàn)的；有效地融合設備信息是通過一定的數(shù)學方法與信息融合模型來完成的。

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