发明授权-201810545833.4-飞机二次配电系统PHM系统架构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN108829949B(45)授权公告日2022.05.10(21)申请号201810545833.4(56)对比文件CN104914762A,2015.09.16(22)申请日2018.05.25CN105096053A,2015.11.25(65)同一申请的已公布的文献号CN104502758A,2015.04.08申请公布号CN108829949ACN106741988A,2017.05.31(43)申请公布日2018.11.16审查员马晋涛(73)专利权人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人王莉陈庆雯杨善水(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256专利代理师艾中兰(51)Int.Cl.G06F30/15(2020.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称飞机二次配电系统PHM系统架构(57)摘要本发明公开一种飞机二次配电系统PHM系统架构，所述PHM架构采用分层结构，自底向上分别从物理层、感知层、分析层，到局部故障诊断层、系统故障诊断层、系统故障预测层，最后到系统健康管理层描述了PHM系统的整体架构，从而在原有飞机二次配电系统的基础上融入PHM技术，实现二次配电系统PHM系统的目标，进而促进国内民机供配电系统PHM技术的发展和应用，提高整个飞机供电系统的安全性、可靠性、维修性、保障性和经济性。CN108829949BCN108829949B权利要求书1/1页1.一种飞机二次配电系统PHM系统架构，其特征在于所述架构包括物理层：主要由主电源、智能固态配电装置、配电电缆和负载构成的二次配电系统，作为待融入PHM系统的被测对象；感知层：完成分布式传感器布局和系统状态信号检测；分析层：对感知层检测到的系统原始信息进行数据处理和特征提取；局部故障诊断层：基于分析层处理得到的系统数据，完成系统故障的初步诊断；所述局部故障诊断层包括常规SSPC模块、电弧检测模块和电缆定位模块，三个模块分别执行局部的系统故障诊断功能，其中常规SSPC模块实现电源侧过/欠压故障的诊断、SSPC的BIT自检以及系统开路和短路故障的检测；电弧检测模块实现整系统电弧故障的检测；电缆定位模块针对电缆硬故障或软故障进行检测和定位；系统故障诊断层：基于局部故障诊断层上传的局部故障诊断结论以及分析层上传的原始故障特征信息，基于多源信息融合技术，实现系统级故障决策诊断；系统故障预测层：在系统故障诊断的基础上，对二次配电系统的关键部件开展预测研究；系统健康管理层：基于系统故障诊断层和系统故障预测层输出的系统故障诊断和预测结果，并结合可用资源和使用要求，实现系统健康管理。2.如权利要求1所述的飞机二次配电系统PHM系统架构，其特征在于系统状态信号包括：电源侧的输出电压和电流；配电装置侧的输出电压和电流、开关指令状态、配电装置跳闸信号；功率管两端的电压和电流；配电电缆上的电压、电流及阻抗信号；负载侧的电压和电流状态。3.如权利要求1所述的飞机二次配电系统PHM系统架构，其特征在于分析层的数据处理方法包括均值滤波、傅里叶变换和相关运算，特征提取包括对检测信号的时域、频域或时频域特征的提取。4.如权利要求1所述的飞机二次配电系统PHM系统架构，其特征在于系统故障诊断层的信息融合方法包括决策级融合方法、特征级融合方法。5.如权利要求1所述的飞机二次配电系统PHM系统架构，其特征在于系统故障预测层的研究内容主要包括智能固态配电装置的可靠性预测以及配电电缆的绝缘层老化失效预测，预测方法包括基于模型的预测、基于数据驱动的预测。6.如权利要求1所述的飞机二次配电系统PHM系统架构，其特征在于系统健康包括故障隔离、系统重构、任务规划、维护维修。2CN108829949B说明书1/4页飞机二次配电系统PHM系统架构技术领域[0001]本发明涉及一种飞机二次配电系统PHM系统架构及方法，属于电力电子与电工技术领域。背景技术[0002]为提高飞机安全性和可靠性，促进视情维修的发展，飞机PHM（故障预测与健康管理）技术得到了发展和应用。例如波音B777、B787健康管理系统(AHM)和空客公司所有A3xx飞机的维护分析系统(AIRMAN)，能够实时监控飞机关键参数、运行数据记录、飞机级故障诊断和故障预测、维修计划生成和管理等。但目前已经获得较多实际应用的各类飞机级PHM架构体系重点关注发动机、机体和材料结构性能、飞控和航电系统等，尚未建立专门针对供电系统的健康管理架构。英国Cranfield大学飞行器综合健康管理(IVHM)研究中心在飞机供电系统健康管理方面处于领先地位，其针对飞机供电系统健康管理开展的主要研究工作包括：供电系统关键部件（如发电机和蓄电池）的