基于Hilbert-Huang变换的飞机导线故障诊断与定位方法研究

论文摘要

飞机导线故障是现代民航飞机最为常见的故障之一。由于导线故障具有危害性和隐蔽性,严重威胁了飞行安全,同时也影响了航班的正点起飞,给航空公司造成了较大的经济损失。为保证飞机的安全性和持续适航性,对飞机导线故障的诊断与定位必须精准化和智能化。飞机导线故障大致分为两类:硬性故障和软性故障。硬性故障包括导线的短路和断路等明显损伤,直接影响飞机电气系统的正常工作,严重威胁飞机的安全。软性故障则以磨损为主要特征,属于较隐蔽故障,短期内不会直接导致飞行事故,但伴随着飞机的持续飞行,最终会导致导线短路和断路故障,同样严重威胁着飞机的安全性和持续适航性。目前,有多种方法可以诊断和定位硬性故障,但仍有完善的空间。而由于导线软性故障处特征阻抗变化微小,其诊断和定位存在较大困难,但其发生频率较高和其潜在的危险性严重威胁着飞机适航的安全性与持久性。因此,飞机导线故障诊断与定位是一个亟待解决的课题。为此,本论文针对飞机导线经常出现的故障提出了基于Hilbert-Huang变换的故障诊断与定位方法研究。利用该方法可综合利用时频域故障信息,提高了飞机导线故障类型的诊断和定位精度,保证飞行的安全并提高检修效率。其中,由于信号在激励、传输以及检测过程中必然会受到噪声的干扰,利用HHT变换中经验模式分解能够很好的将非平稳、非线性信号分解成一组稳定、线性的数据序列的特性,对入射信号进行降噪处理,以便能够更准确的对故障信息进行提取,进而利用相位检测频域反射法以及时频反射法实现对导线故障的诊断与定位。最后,通过对导线故障诊断与定位方法的研究,利用LabVIEW实现对飞机导线故障诊断与定位系统的设计,以实现导线故障的精确定位。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源及现实意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的研究内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 飞机导线故障特征阻抗研究
• 2.1 飞机导线反射系数
• 2.2 飞机导线硬性故障特征阻抗分析
• 2.3 飞机导线软性故障特征阻抗分析
• 2.3.1 对称性磨损故障
• 2.3.2 非对称性磨损故障
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于PDFDR和HHT的飞机导线硬性故障诊断与定位
• 3.1 HHT变换理论
• 3.1.1 经验模式分解（EMD）
• 3.1.2 Hilbert变换
• 3.1.3 HHT的优势
• 3.2 检测信号降噪处理
• 3.2.1 相位检测频域反射方法（PDFDR）
• 3.2.2 PDFDR反射信号带宽的确立
• 3.2.3 检测信号去噪处理
• 3.3 基于PDFDR的硬性故障诊断与定位
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于HHT的飞机导线软性故障诊断与定位
• 4.1 飞机导线软性故障的发射信号频率确定
• 4.2 TDR中导线磨损故障诊断与定位
• 4.3 飞机导线磨损故障的诊断与定位实验平台
• 4.4 实验结果与分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于LabVIEW的飞机导线故障诊断与定位系统设计
• 5.1 LabVIEW虚拟仪器系统构成
• 5.1.1 数据采集
• 5.1.2 信号调理
• 5.1.3 LabVIEW与Matlab的接口
• 5.2 系统硬件平台设计
• 5.3 系统软件平台设计
• 5.3.1 信号发生模块设计
• 5.3.2 数据采集模块设计
• 5.3.3 HHT降噪及时频分析模块设计
• 5.4 实验结果分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介