2-2 设备诊断技术模型-电气设备检修方式的发展趋势

李健

[摘 要]机载电子设备在民用飞机上的广泛应用，使机载电子设备的质量要求达到了一个更高的标准，其不仅要满足适航的要求，更要适应新时代机载电子设备的发展。本文就机载电子设备在民用飞机上的应用，研究其故障诊断和发展趋势。

[关键词]民用飞机 机载电子设备 应用 故障诊断

中图分类号：TD62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0033-01

1.前言

机载电子设备是飞机上各类电子设备的总称，是目前民航采用的一种包括通信、导航、仪表及自动控制系统的设备。其中主要有四个系统，一是飞机通讯系统，包括高频通信、甚高通信等常见记载通信设备；二是导航系统，包括四大导航设备（VOR、DML、ILS和ADF）、雷达系统及机载监视设备和风切变探测系统；三是仪表系统；四是自动飞行控制系统。机载电子设备的功能和质量的完善，是保障航空飞行的重要条件，而机载电子设备具有多层次性和复杂性，其各个系统和内部单元存在着各种各样的复杂联系，这也导致了机载电子设备再出现故障时的严峻性。因此，在机载电子设备的故障诊断时，我们要全方位的考虑其发生故障的各种因素，制定科学维修策略，才能保障飞机飞行的可靠性。

2.航空机载电子设备的发展现状

2.1 航空机载行业的发展

机载电子设备是航空飞机的重要组成部分，而随着技术的发展，机载系统占航空器的比重也越来也高。航空机载行业作为我国航空产业的重要组成部分，其技术学平的高低很大程度上决定着我国航空产业的发展水平。机载设备的研究行业包括机械、电子器件、光学仪器等多个方面，在设备研制上也有良好的发展。目前，我国已建成较完整的机载设备行业的研发体系，在民用航空领域，我国也进行了较为全面的设计和发展，在民用飞机制造产业及机载设备研制产业上，我国也加强了研发和制造，使我国的机载设备行业能够取得长足的进步和长远的发展，为我国的民航事业添砖加瓦。

2.2 设备维修行业的发展

随着航空事业的不断发展，民用飞机的机队规模也不断的加大，因此，机载设备维修行业也得到了空前的发展，使得機载设备的维修市场容量不断增大。目前我国的机载电子设备维修费用是一笔巨大的开支，而随着民用飞机的规模不断增大，其维修费用所占的比重也越来越高。从2015年全球的民用飞机市场总额看，其中机载设备维修的市场规模占18.5%，而维修行业也面临着技术革新和高技能维修人员的需求。

2.3 机载电子设备在民用飞机上的应用现状

机载电子设备在我国民用飞机上得到了广泛的运用，而我国在机载电子设备的发展动态、新产品的研制方案、制定标准等方面都投入了较多的精力，使其能够更加长远的发展。我国在民用飞机电子设备的发展上，有三个方面的发展趋势，一是CNS/ATM的功能要求；二是向综合模块结构的发展；三是向机上信息的扩充和综合利用。在民用飞机的电子设备的发展方向上进行全方面的信息查询与利用，使得机载电子设备能够在民用飞机上的到普遍全方位的应用，为我国民航企业的发展和人民的生活带来便利。

3.机载电子设备的故障诊断

3.1 电子电路故障诊断

电子电路故障诊断技术就是根据电子电路的端口和部分点进行测试，从而判断出设备所处的状态，由此来确定故障元件所在的部位，进一步预测故障的发生，从而制定出科学的维修方案。在电子电路的故障诊断中，最常见的是模拟电路的故障诊断方法和数字电路的诊断分析。模拟电路是涉及连续函数形式的模拟信号电子电路，可分为标准模拟电路和专用模拟电路两大类。由于模拟电路的非线性特性、连续性和元器件的容差等因素，使得模拟电路的故障分析上出现障碍，其分析难度也较大。在模拟电路故障分析的研究上，包括用分段线性法进行非线性模拟电路的故障分析、基于谐波平衡法的非线性模拟电路分析、基于Volterra级数非线性电路故障分析、基于Lyapunov指数非线性模拟电路分析。而数字电路是由许多逻辑门组成的复杂电路，与模拟电路相比，它主要进行数字信号的处理，一般分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。数字电路的诊断分析较模拟电路的故障分析容易，其常见的模型化故障有固定性故障、桥接故障和暂态故障，在进行故障的定位与检测时，常用的方法有穷举测试法、伪穷举测试法和测试码生成法。

3.2 电子设备故障诊断技术

为了适应现代信息条件下的民用飞机需求，为确保其航空飞行的安全性和可靠性，民用飞机的电子设备故障诊断技术显得尤为重要。在电子设备的故障诊断中，要进行故障检测、故障隔离和故障辨识。在电子设备的故障诊断上，一是可以从信号处理方面，对电子设备的接受、分析、检测方式和功能进行研究，找到合适合理的方法，让信号能够更好的接收和处理，从而探索出其系统的变化，能够对电子设备的故障进行良好的检测；二是基于解析建模的方法，对线路的状态和系统检测出的初级故障进行解析，从而用函数的形式可以更直观的了解到其发展的状态，进一步所得出诊断信息，但由于此方法需要严谨的模型构造，其应用范围较小；三是从知识方面的电子设备技术诊断，此方法不需要建立严密的数字模型，包括专家系统诊断法、模糊故障诊断法、信息融合诊断法等一系列的方法，进一步的加强诊断的严密、严谨性。

3.3 故障诊断的研究发展

对复杂的航空电子设备进行良好的维护和保养是民用飞机能够良好飞行的前提，而对电子设备的进行先进的技术诊断是保障其功能运行的重要条件。故障诊断是近些年发展起来的一门新的技术学科，是利用各种检测和测试方法，发现系统和设备是否存在故障的一门应用技术，故障诊断就是故障检测和故障隔离的过程。对于民用飞机的机载电子设备诊断的应用，总体来说主要体现在自动测试系统的检测，对测试系统的软、硬件系统进行检测。我国在于电子设备的诊断技术上已经有了不少的进展，有了许多成熟的理论和方法，在机载电子设备上也得到了良好的运用，促进了故障诊断技术的良好发展。

4.总结

随着各种新型机载电子设备诊断技术的应用，使得民用飞机在电子设备的诊断上更加的方便和便捷，而新时代信息技术的发展，也使得故障的检测与修复更加的有效和严谨。经过对机载电子设备各类故障的研究与探索，更加深入的了解到各类故障的解决方法，从而使得机载电子设备的故障和预测得到长远发展。

参考文献

[1] 谢晓敏，孙雁南，曾勇，吴房胜.机载电子设备TCAS系统故障诊断专家系统[J].新乡学院学报，2016，（12）：57-62.

[2] 周德新，蒋红菊.基于动态贝叶斯网络的机载电子设备故障诊断[J].计算机测量与控制，2014，（03）：656-658+666.

[3] 周德新，崔海青，谢晓敏.机载电子设备故障诊断专家系统设计与实现[J].现代电子技术，2010，（24）：80-82+86.

[4] 陶东香，茹东生，霍立平.一种混合总线的机载电子设备通用测试诊断平台[J].计算机测量与控制，2010，（04）：738-740+758.

[5] 路亚峰，张涛，张贤，杨和平，王旭东.机载电子设备故障诊断专家系统的设计与实现[J].电子测量技术，2010，（01）：118-120.