基于CBR的飞机引气系统故障诊断案例库构造

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1、第3l卷第6期2013年12月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSrrYOFCHINAV01．31No．6December2013基于CBR的飞机引气系统故障诊断案例库构造何永勃，王丽哲，杨燕辉(中国民航大学航空自动化学院，天津300300)摘要：为快速准确排除飞机引气系统故障，引入CBR方法进行故障诊断。将来自运营方的历史故障经验与生产方的专家知识相结合而构造案例库。首先设计了不同类型知识的表示方法．然后重点研究了案例检索中的相似度，针对k-NN算法相似度作为参考的不足。提出了动态失效比的概念，并以此

2、形成参考度，给出了计算模型。应用示例表明该案例库构造可准确定位故障．为高效的案例推理算法提供基础。关键词：飞机引气系统；故障诊断；案例库；动态失效率；参考度中图分类号：V263．6；7I．P182文献标志码：A文章编号：1674—5590(2013)06—0029—04CasebaseconstructionoffaultdiagnosisforaircraftpneumaticsystembasedonCBRHEYong-bo，WANGLi-zhe，YANGYan-hui(AeronauticalAutomationCollege，CAU

3、C，Tianjin300300，China)Abstract：Inordertotroubleshoottheaircraftpneumaticsystem’Sproblemfastandaccurately，CBRmethodologyisappliedtothefaultdiagnosisandcasebaseismadebasedonpracticalexperiencefromairlinesandmanufactureexpels．Fimfly，differenttypesofknowledgerepresentationmeth

4、odsareproposed．Secondly，thesimilarityincaseretrievalisdiscussedindetails．Aimingatthedisadvantagesofk-NNalgorithmsimilarityasareference，thedynamicfaultratioisestablishedandtherefereneedegreeisformedbasedonit．Experimentalresultsshowthattheproposedcasebasecoulddetectfaultseff

5、ectively，anditisarobustfoundationoffaultreasoningalgorithms．Keywords：aircraftpneumaticsystem；faultdiagnosis；casebase；dynamicfaultratio；referencedegree飞机气源系统分布范围广【11，该系统故障将会影响飞机安全性。相比其它飞机子系统，A320系列飞机引气系统设计的可靠性水平较低，故障率、虚警率高，且故障原因复杂。目前，引气系统航线排故主要根据维修手册隔离故障，工作量大、效率低、成本高。随着人工智能

6、的迅速发展，将CBR(case—basedreasoning)技术用于飞机系统故障诊断中可节省大量时间，提高故障诊断水平。JeffA．Frenster和R．V．Magaldi[2-3]等人将专家系统和CBR技术应用在发动机监控系统及英国航空航线排故中，取得了一定成果。AirBus公司的民用飞机维修监控和分析的数字化排故及维护管理软件AIRMAN(AIRcraftMaintenanceAnalysis)E4]，可帮助航站基地对整个机队的维修信息进行跟踪管理，简化和优化排故工作，降低维修成本。然而该软件仅利用维修手册中的固定排故程序，未充分利用

7、历史维修案例，故障的定位深度和准确度不高。国内已在很多领域展开CBR应用的研究。周敏、杨少春等人将基于案例推理运用在安全审计系统与个性电子产品设计中[5-61，都成功地解决了实际应用问题。在基于案例推理的故障诊断中，案例库构造是核心问题。当引气系统新故障出现，从案例库中检索出的以往案例能够准确地指导解决当前问题，这是案例库构造的首要目标。引气系统部件故障往往征兆相似，但因季节不同而故障原因不同。k-NN算法相似度并未充分考虑到案例发生时间规律对其可参考性的影响。本文提出的案例库构造可有效地解决上述问题。1引气系统案例库结构基于CBR的飞机引

8、气系统故障诊断案例库体系收稿日期：2012—1l一02；修回日期：2013—0l一05基金项目：国家自然科学基金项目(61179004)作者简介：何永勃(1971一)，男，陕西蒲