引言:当前,多电飞机在现实中应用的领域越来越广泛,不仅有效改变了传统飞机运行的弊端,还充分实现了飞机系统的现代化转变。但是随着应用的增强,多电飞机电气系统也逐渐暴露出一些故障,不仅影响了电气系统的正常运行,还在一定程度上威胁了飞机飞行的安全。在这种情况下,必须针对其故障进行全面研究,对故障进行及时的识别,优化电气系统的故障诊断技术方法,进而对故障进行精准诊断,实现安全故障预警,从而避免安全事故的产生,增强多电飞机飞行的安全性。
一、多电飞机及多电飞机电气系统的优点
(一)多电飞机的优点
多电飞机是现代化发展的新型飞机模式,也是全电飞机发展的开端与过渡,多电飞机是借助电气系统进行操作运行的。这种多电的飞机不仅功率较大,而且内部的容量也更大,通过与现代化电气技术的充分融合,实现飞机的正常运作。与传统飞机相比,多电飞机不仅结构简明,操作也并不复杂,最重要的是飞机机身的整体质量也比较轻,稳定性更好、便于维修与检查,与此同时,飞机操作的灵敏度更高,遇到强大气流时,不易受到影响飞机会自动改变飞行模式,从而提高飞机运行的安全性。除此之外,多电飞机的燃油量相对较低,自身价格也比较合理,与传统飞机相比,其性价比相对较高[1]。
(二)多电飞机电气系统的优点
多电飞机的电气系统主要是依靠供电部分与电力设备两大内容构成的,在多电飞机中电气系统是决定其运行的关键。多电飞机本就是依靠电力作为动力支撑的,所以对于电气系统的依赖性非常强。在飞机中,电气系统能够保证其正常运行,同时还能够支持飞机内部照明、电子设备以及控制系统的稳定工作。相比之下,电气系统的只需要求满足基本的电力充足,即可完成相应的系统配合,不再像传统飞机一样进行复杂的操作,稍有不慎操作不当就会影响飞机的正常飞行[2]。
二、多电飞机电气系统故障诊断技术分析
飞机电气系统由于自身结构的复杂性,发生故障的概率相对较高,引起故障的原因通常包括飞机在运行过程中外部环境的影响和飞机自身的一些可控的和不可控的原因。飞机在飞行过程中由于处于高空状态,经常会受到天气因素的影响,阴雨天天气、温度以及大气压力都会对飞机的运行造成一定的影响,飞行过程中遇到的不明飞行物也会增加飞机电气系统故障的风险。飞机自身故障原因主要包括飞机内部零部件的质量、零部件安装质量、飞机的性能、电网电压等。
(一)基于专家系统的故障诊断
此种模式就是基于专家系统开展的一种故障诊断模式,主要就是基于专家系统作为主要依据,利用专业的知识应用,通过计算机的辅助系统,对其进行系统的诊断分析,整个工程主要涵盖了分类与诊断、调度与规划、设计与制造、决策与支持等相关内容,主要就是通过专业的知识以及经验对其相关问题进行系统的解决。针对多电飞机电气故障的实际情况进行数据化分析,与专业描述的情况进行比对,利用专业知识与理论将故障范围不断缩小,最终确定进行诊断预警处理。这种技术方式虽然相对来说更具备权威性,但是诊断效率不高,准确性也普遍偏低,容易出现误差[3]。
(二)神经系统故障诊断
在实践中提升故障诊断的质量与效果,可以充分融合人工神经网络技术,这样对于一些基于知识以及规则等为因素导致的相关故障进行系统的诊断分析,此种模式在实践中主要就是对于相关简单的元件,经期构建形成为较为复杂的网络系统,提升其自身的学习能力,在短时间内解决各种问题,同时因为其分布存储方式的影响,有效的提升了容错效果。在多电飞机的飞行过程中,一些系统性的问题都是隐藏其中,可能很长时间才会暴露出来,但是却存在一定的安全隐患。神经系统故障诊断能够深入电气系统,对复杂的系统情况进行全面分析与预测,检测其内部存在的潜在问题,对其进行识别、诊断,不仅效率高、故障诊断精确,处理速度与解决效果也十分显著。此外,这种神经系统的灵敏性更强,在进行诊断时,只需在电气系统中进行植入即可,无需过多的操作,该系统就可自行推进,当识别到异常情况后,立即发出预警,并参照故障数据对比库进行核查,从而呈现出精准的诊断结果。
(三)数字电路故障诊断
数字电路故障诊断是一种专业化的技术体现,借助数字电路实现对电气系统内部以及各个组织用电器部分进行检测,对电路故障部分进行精准定位与判断。而且当前多电飞机电气系统相对而言比较多元化,所以呈现出的类型也比较丰富,这种数字电路的诊断模式,能够进行高速的运作处理,将故障问题精准的进行反馈,并且通过内部核心处理系统对故障进行分类,也就是俗称的模式化[4]。同时,根据模型的不同,数字电路诊断方法能够结合实际情况,展现不同的技术模式,利用伪穷举测试法、测试码生成法等检测方法对故障进行有效排除,以此提高诊断的科学性与精准性。
三、基于BP神经网络故障诊断的技术分析
飞机配电系统是飞机电源系统的电能进行转换、传输分配与控制保护的系统。配电系统即要保证对飞机各电气系统能可靠地输配电能,又管理并保护各类用电设备。配电系统由汇流条、配电板、断路器以及电缆等组成。可根据飞行阶段要求实行不同的负载管理方案。飞机电气系统用电设备主要包括环境温度控制、飞行操纵、航空电子、武器操纵、防冰加温、照明等系统负载,用电设备正常工作才能保证其系统能可靠稳定工作。下面基于BP神经网络故障诊断技术,有效分析多电飞机电气系统故障诊断方法。
(一)多层前馈网络模型
BP神经网络主要就是基于误差的反向传播算法作为基础内容,构建的多层前向神经网络系统,通过光滑活化的函数,通过权值实现对相邻两层的系统衔接,其主要含有一个输入层、输出层以及一个或者多个的隐含层。BP神经网络可以说是网络诊断技术开展的探头,借助现代化数据信息讯号进行逐层传播与渗透,进而打开多层网络模型运作的开端,借助权值之间的差值对电气系统的运行状态进行检测。同时,借助层级式神经网络结构进行处理与维修,有效改善电气系统内的故障问题[5]。
(二)BP 算法
算法在实践中主要就是通过训练网络误差参数的BP对于相关神经元输出的偏导数,对于相关BP的误差与相关权值中存在的偏导数,利用非线性的优化的问题进行求解,进而有效的完成相关连接权值之间的修通修改。如果在实践中误差BP与实际的需求相符合,则要停止相关训练,进而有效的结束专家系统知识的相关获取内容与过程[6]。在整个阶段开展中,相关专家经验就会变为神经网络相关神经元系统的衔接,进而将其转换为专家的知识数据库。如果输出层获得的权值与预期值相差不大,在误差标准范围内,那么信号将自动进行反向传播,与神经元进行深度融合,从而恢复电气系统的正常运作[7]。倘若信号反馈出来的实际权值与预测相差加大,那么信号将传递到不同层级,通过多元化的运算,对其进行优化与完善,进而呈现出多电飞机电气系统的故障情况,让操作人员清楚的了解飞机运行系统的实际状态。
四、结语
综上所述,随着多电飞机模式的深度应用,电气系统已经逐渐成为飞机运行系统的代表。虽然电气系统相对而言比较稳定,操作也更加便捷,但是在实际运行的过程中,仍然存在一些故障影响着飞机的安全性。针对其电气系统的故障诊断展开研究十分必要,一方面提高能够强化故障诊断的质量与精确度,另一方面能够增强多电飞机飞行的安全性。
参考文献:
[1]许克路. 多电飞机电气系统的建模与安全分析方法研究[D].上海交通大学,2017.
[2]谢致清,杨柳,罗彦侠.多电飞机电气系统的故障诊断研究[J].科技风,2015(06):37.
[3]樊智勇,谭卓,刘涛.多电飞机电气系统故障传递模式研究[J].现代电子技术,2018,41(24):48-51+56.
[4]黄鹤,周强,刘建辉.中型运输机电气系统故障诊断技术新进展[J].国防制造技术,2016(01):109-110.
[5]於二军,李鹏,呼明亮,艾莉.多电飞机电气系统架构分析[J].航空计算技术,2018,48(05):130-133.
[6]秦秀娟. 多电飞机电气系统稳定性分析[C]//.探索 创新 交流(第7集)——第七届中国航空学会青年科技论坛文集(下册).,2016:54-60.
[7]于立,张卓然,王莉,杨善水,魏佳丹.飞机供电系统虚拟仿真实验教学模式探索[J].电气电子教学学报,2021,43(01):135-138.