面向维护的A320导航系统故障模型研究

论文摘要

依据A320飞机系列维修手册(TSM,ASM,AWM,AMM,ESLD等),以导航系统为研究对象,从导航系统工作原理角度考虑,结合导航系统故障特点,采用扩展有限状态机方法建立适用于维护训练的导航系统故障模型,满足对维护训练器的面板操作、测试以及排故的仿真要求。在研究所已开发完成的维护训练器导航系统仿真的基础上,提高导航系统的仿真度和扩展性,使模拟机的功能更加完善。本文的主要工作如下:首先,介绍了课题来源与背景以及国内外研究现状,结合维护训练仿真系统的特点,总结出面向维护仿真系统的故障模型需求。通过对比基于故障、功能、过程的建模方法,得出有限状态机描述方法与系统故障模型需求相吻合的结论。然后,确定了系统模型化规则和模型化表示,针对飞机导航子系统多而散的特点,提出一种扩展有限状态机(EFSM)描述方法建立适用于导航系统的故障模型,采用复合状态表达导航子系统的并行关系,对功能模块状态进行编码作为状态集,以故障和操作输入作为输入集,输入集经过预处理作为状态跳转条件,建立基于EFSM的导航系统故障模型。最后,以ADF和ADIRS系统为例,依据系统模型化规则得出系统功能结构,建立基于扩展有限状态机的ADF和ADIRS的系统故障模型。所建立的导航系统故障模型已应用于维护训练器的实现中,调试结果表明该故障模型能满足要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景与来源
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 维护训练器发展现状
• 1.2.2 飞机导航系统发展
• 1.2.3 模型的建模方法
• 1.3 论文的研究内容及安排结构
• 第二章 面向维护的仿真系统特点和建模方法研究
• 2.1 维护仿真系统需求分析
• 2.1.1 飞机维护仿真训练的特点
• 2.1.2 面向维护的仿真系统故障模型需求
• 2.1.3 建模的一般原则
• 2.2 基于故障的建模方法
• 2.2.1 基于图论的故障模型
• 2.2.2 专家系统、故障树等知识系统
• 2.3 基于功能的建模方法
• 2.4 基于过程的建模方法
• 2.4.1 工作流
• 2.4.2 IDEF3
• 2.4.3 FSM
• 2.5 有限状态机方法
• 2.5.1 有限状态机描述
• 2.5.2 FSM定义
• 2.5.3 FSM本质
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于EFSM的导航系统故障模型研究
• 3.1 导航系统概述
• 3.1.1 飞机导航系统简介
• 3.1.2 飞机导航系统的组成
• 3.2 系统结构模型化
• 3.2.1 系统结构特点
• 3.2.2 系统模型化原则
• 3.2.3 系统结构模型化表示
• 3.3 故障注入实现
• 3.4 基于扩展有限状态机的导航系统故障模型研究
• 3.4.1 FSM与维护仿真系统模型的比较
• 3.4.2 基于EFSM的导航系统故障模型
• 3.4.3 系统建模步骤
• 3.5 本章小结
• 第四章 导航系统故障模型的建立
• 4.1 自动定向机（ADF）
• 4.1.1 ADF系统简介
• 4.1.2 ADF故障模型的建立
• 4.2 大气数据惯性基准系统（ADIRS）
• 4.2.1 ADIRS简介
• 4.2.2 ADIRS故障模型的建立
• 4.3 本章小结
• 第五章 导航系统故障模型应用
• 5.1 系统开发思想
• 5.2 程序设计
• 5.3 调试结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者简介