航空器预测与健康管理PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1从测试性到PHM 1

1.2 PHM的目标及技术内涵 3

1.2.1 PHM的目标 3

1.2.2 PHM实现目标的技术途径 6

1.2.3 PHM的技术内涵 8

1.3 PHM的功能要素 9

1.4 PHM技术的发展历程 10

第2章 典型飞机和发动机的PHM系统 16

2.1 F-35飞机自主式保障和PHM系统 16

2.1.1 F-35飞机自主保障系统 16

2.1.2 F-35飞机PHM系统 17

2.2 EF-2000欧洲多用途战斗机的健康监测系统 19

2.3先进航空发动机PHM系统 21

2.3.1 F117发动机的PHM系统 22

2.3.2 F119发动机的诊断与健康管理（DHM）系统 23

2.3.3 F-35/F135的PHM系统 25

2.3.4 EJ200发动机的综合健康监测系统 26

2.4先进航空器典型健康管理系统构架及特征 27

2.4.1典型系统构架 27

2.4.2典型结构特征 29

第3章PHM的关键技术 31

3.1 PHM的关键功能要素 31

3.2先进的传感器和非传统检测技术 34

3.2.1部分先进传感器 35

3.2.2数据传输技术 37

3.3数据处理和特征提取技术 38

3.4故障诊断技术 39

3.4.1故障知识库及推理规则 39

3.4.2信息融合故障诊断技术研究 40

3.4.3智能诊断技术 41

3.5预测技术 42

3.6 PHM系统集成技术 43

第4章PHM系统的故障诊断方法 45

4.1故障诊断的基本概念 45

4.2基于历史数据的诊断方法 47

4.2.1统计的历史数据分类和聚类方法 48

4.2.2故障分类与决策 51

4.2.3基于数据驱动的故障诊断实例 54

4.3基于动态系统模型的故障诊断方法 59

4.3.1卡尔曼滤波器 60

4.3.2递推最小二乘参数估计 62

4.4基于物理模型的诊断方法 64

4.4.1疲劳和裂纹扩展模型 64

4.4.2有限元分析用于基于模型的故障诊断 65

4.5其他故障诊断方法 67

4.5.1统计变化检测 67

4.5.2贝叶斯网络 68

4.5.3隐形马尔科夫模型 68

第5章PHM系统的预测方法 69

5.1预测的作用及方法分类 69

5.2基于模型的预测方法 70

5.2.1基于物理学的疲劳模型 71

5.2.2基于模型辨识的方法 72

5.3基于概率的预测方法 73

5.3.1贝叶斯概率理论 73

5.3.2威布尔模型——故障时间分析 74

5.3.3剩余使用寿命的概率密度函数 75

5.4基于神经网络的预测技术 76

5.4.1神经网络 77

5.4.2置信预测神经网络 78

5.5基于BP神经网络的轴承寿命预测案例 79

5.5.1轴承的全寿命试验装置 79

5.5.2状态寿命评估模型概述 80

5.5.3 BP网络的原理 82

5.5.4 BP网络的改进应用方法 83

5.5.5基于BP网络的状态寿命评估模型 86

5.5.6 BP神经网络评估模型的应用 94

第6章 基于保障能力需求的PHM系统指标体系 97

6.1引言 97

6.2保障能力需求分析 98

6.2.1快速出动作战能力对保障能力的需求 98

6.2.2机动作战能力对保障能力的需求 98

6.2.3高强度出动能力对保障能力的需求 98

6.2.4复杂作战任务能力对保障能力的需求 98

6.2.5复杂战场环境适应能力对保障能力的需求 98

6.3自主保障系统运作流程规划 99

6.3.1保障能力分解 99

6.3.2基于机动部署任务的自主保障系统运作流程 99

6.3.3基于战时作战任务的自主保障系统运作流程 100

6.4 PHM系统能力需求及指标参数体系研究 102

6.4.1故障检测/隔离类指标 102

6.4.2预测性指标 107

6.4.3其他/综合度量 111

6.5指标参数体系 112

第7章PHM系统的设计方法 114

7.1引言 114

7.2 PHM系统框架设计 114

7.3 PHM系统的试验方案 117

7.4性能评估 118

7.4.1 PHM系统的验证 119

7.4.2性能指标 119

7.4.3 V ＆ V方法 120

7.5 Impact公司的PHM设计工具 121

7.5.1 FMECA与健康管理 122

7.5.2健康管理系统设计方法 122

7.5.3健康管理系统设计工具的技术结构 123

7.5.4健康管理设计优化 127

7.5.5协同设计环境 127

7.6推进系统ACM试验台 128

7.6.1推进系统ACM试验台系统描述 128

7.6.2涡扇发动机案例研究 132

7.6.3演示验证与仿真结果 137

7.7 F-35/F135 PHM的研制和验证工具——综合诊断虚拟试验台 140

7.7.1先进攻击综合诊断体系结构 140

7.7.2自主式保障系统的设计方法 141

7.7.3综合诊断虚拟试验台的功能 142

第8章PHM系统能力的验证与确认方法 144

8.1验证与确认方法 144

8.1.1使用演示验证 144

8.1.2加速试验 144

8.1.3分析 145

8.1.4建模与仿真 145

8.2预测系统的验证应用 145

8.2.1方案 145

8.2.2评估 146

8.2.3演示验证 146

8.2.4制造 147

8.2.5使用 147

8.2.6报废处置 147

英文缩写语表 149

参考文献 154