毕业设计 飞机刹车系统常见故障和维修技术(3)

嘴挡板式电液伺服阀的控制油口直径小，抗污染能力相对较弱，对液压系统的过滤精度要求较严，为NAs5级左右。而动圈式电液伺服阀和射流管式电液伺服阀的控制油口直径大，抗污染能力相对较强，通常为NAS8级左右。因此，建议在系统设计时选用抗污染能力较强的电液伺服阀。另外在刹车系统的供油管路上加装双筒高精度过滤器，用来进一步滤除系统中的污染物，以保证伺服阀工作稳定可靠。 2)把好“六关”，使污染控制落到实处

使维修人员明确飞机液压系统污染控制工作的重要性、艰巨性和长期性，加强有关污染控制标准、知识和规定的学习，增强防污染的自觉性，努力把好“六 关”。① 把好“病从口入”关。严格防止从各种接口，如加油口、吸油接头和增压接头等处混入污染物；严格防止在加、拆、装、换的过程中混入污染物。② 把好“油料关”。加入液压系统和保障设备的液压油必须符合规定的污染度要求，各种化验、批准手续齐全，新油也要化验、检查和过滤。③ 把好“修理关”。避免液压附件在分解、装配、调整和试验等一系列维修活动中混入污染物；液压系统一般容易发生大维修伴随着大污染，所以修理全过程都要采取有效的污染控制措施。④ 把好“监控关”。机务人员不仅要经常、仔细检查油液污染状况，而且要不断提高测试设备性能和监控手段，以便对污染实施有效控制。⑤ 把好“验证关”。对污染严重的飞机液压系统清洗合格后，必须加强监控。如检测结果达不到控制标准，则应视为异常情况，应查明原因、排除故障，直至合格为止。⑥ 把好“地面保障设备关”。地面保障设备应按规定保养，使其处于良好状态，并严格管理制度和严格执行操作规程，避免由于违规操作而使系统严重污染。

第二章 飞机防滑刹车系统的智能故障诊断与重构

飞机刹车控制系统对飞机安全着陆至关重要。为使飞机刹车具有较高的刹车效率和较短的刹车距离，国内外大部分飞机刹车系统已采用数字式防滑刹车系统。国外余度刹车技术中，A320 的正常刹车防滑、备份刹车防滑、备份刹车无防滑加应急刹车的冗余模式，在遇到1 次故障时仍能工作，但其性能大大下降。而号称四代机的美国F-22 中基于公用机电平台的双余度刹车控制系统，其特点是在1 次甚至2 次故障时仍能工作且可以保证工作性能。目前国内航空机轮刹车

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系中，防滑刹车控制大多采用单余度加应急刹车结构。即使采用双通道，如果正常通道与备份通道同时出现故障，也只能通过人工切换应急刹车操作，从而使刹车效率和安全性能急剧下降。而在双余度中，其故障点的判断较三、四余度的判断更加困难，2 个信号在无明显故障的迹象下，很难推断出故障信号。针对国内当前飞机防滑刹车系统的不足，本文作者设计了基于BP 神经网络专家系统的智能故障诊断与重构的交叉双冗余防滑刹车系统。该系统在原来的主、备系统基础上建立一种信号交叉检查模式，即将具有双冗余的指令、速度等信号同时接入控制器A和B采集，控制器择优选取有效信号。在交叉检测诊断后通过“先判断故障，后定位故障，继而处理故障”的策略，采用“永不放弃”原则迅速定位故障和重构系统，完成正常防滑刹车过程[1?2]。

2.1飞机防滑刹车系统组成

智能故障诊断与重构防滑刹车系统是基于BP 神经网络专家系统智能故障诊断的交叉双冗余结构防滑刹车系统，其系统结构框图如图1 所示。双冗余刹车控制器采用“主控+监控热备份”结构，2 个控制器采用完全相同的硬件结构、不同的刹车算法，在一定程度上克服了共模故障，又不使系统结构复杂。

图1 中，A 和B 控制器互为热备份，双机通讯用于实时数据交换，由仲裁机构A 和B 决定A 和B 控制器的输出控制主权，并互相判定对方的故障。控制器A 和B 实时采集速度、指令传感器信号、阀的输出信号等，采集后送往专家系统对数据进行分析，提供相应诊断结果。

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2.2 基于BP 神经网络的专家系统构成

专家系统本身存在知识获取难、知识台阶窄、不适于模糊推理等问题。本系统通过改进后，采用基于规则树的专家系统结合改进的反向误差最小化方法进行学习推理的神经网络，通过对各种现象和实时现场采集的数据进行分析判断，在人机界面上提供相应的诊断结果。系统总体结构如图2所示。

在经过充分的训练之后，将图2 中的知识数据库、推理机制、综合数据库、数据预处理整合到刹车系统中，构成基于BP 神经网络的专家系统的智能诊断系统[3?4]。

2.3专家系统推理

本系统以规则树的形式建立专家诊断系统，通过将专家经验知识和刹车过程中的故障知识整理编辑以规则树的形式建立专家知识库。知识库是以规则的形式建立的，对每一种规则进行编号，每一种规则代表一种故障判断结果，并在知识数据库中存储由专家提供的相应故障原因和处理办法。

规则以树的形式建立，树的根节点为故障现象，叶节点为故障原因，中间节点为推理过程中的中间环节[4]。基于故障树原理，建立刹车故障知识库树形结构，如图3 所示。推理时采用人机交互询问的方式从根节点开始向下搜索，直至叶子节点为止，找出故障原因。

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控制器A 判定A 组主速度传感器故障的过程如下：首先选择速度采集通道，速度传感器采用+12 V供电，若速度电压信号传感器输出大于10 V，则判定速度传感器开路；若速度电压信号小于2 V，则传感器短路；若速度信号电压在2~10 V 之间且变化率大于某设定值，则传感器内部发生故障；若A 和B 主、副速度冗余信号不一致，则通过将另1 个控制器采集速度信号进行综合以确定故障点。

2.4 解释机制

通过网络分块技术实现解释。采用具有层次性的多个BP 网络来解决规模较大的诊断问题，故障诊断系统针对每个典型故障建立1 个BP 网络。将BP 网络所输入的对应征兆和输入值(可信度)展示出来，即可知道故障所涉及的征兆哪些被满足，并可判断可信度和结论的可信度。

2.5系统重构及恢复

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