基于神经网络的A330飞控系统智能故障诊断研究

摘要

本文参考空客公司的AMM手册，讨论了A330飞控系统的各个子系统；基于理论上较成熟的专家系统和BP神经网络，对专家系统和BP神经网络在故障诊断方面的应用进行了较深入的研究；最终提出以专家系统为主，采用BP神经网络作为有益补充的智能故障诊断系统的基本结构。 本系统的设计思想是，系统根据接收到的系统运行参数与知识库中预先存储好的故障征兆表搜索出已发生的故障征兆，继而根据专家系统知识库中的规则表搜索出所有可能的故障原因，然后逐一验证所有可能的故障原因中其它征兆是否成立，直到最终推理出诊断结果。如果在专家系统知识库中搜索不到完全匹配的故障，则调用神经网络知识库进行推理，得出诊断结果。此外还建立了一个三级BP神经网络专家系统，利用所获得的故障样本数据对网络进行训练，从而实现了对某些故障的混合智能诊断。在对神经网络故障样本训练过程中，分析了隐层节点数、学习率等因素对网络性能的影响，为网络参数合理选取提供了依据。 本文根据上述设计思想提出软件结构方案，采用VB6.0进行了人机界面的设计和Microsoft Access实现数据库功能。 该项目的研究为解决飞控系统故障检测繁琐的问题开辟了新的思路，在提高飞控系统故障诊断能力方面作了有益探索。

目录

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第一章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2故障诊断与专家系统

1.2.1故障诊断的基本概念

1.2.2专家系统基本概念

1.3国内航空维修现状

1.4民航飞机故障诊断专家系统的发展现状及研究难点

第二章 A330飞控系统简介及故障分析

2.1 A330飞行控制系统概述

2.1.1电传飞行控制系统

2.1.2副翼和扰流板

2.1.3方向舵

2.1.4升降舵

2.1.5水平安定面

2.1.6襟翼和缝翼

2.2 A330飞控系统故障分析

第三章 神经网络专家系统的原理

3.1专家系统基本理论

3.1.1专家系统的结构

3.1.2专家系统的工作原理

3.1.3专家系统的脆弱性

3.2神经网络专家系统

3.2.1神经网络专家系统的结构

3.2.2神经元模型

3.2.3 BP算法

3.3神经网络专家系统知识表示

3.3.1产生式表示法基本形式

3.3.2产生式系统

第四章 A330飞控系统故障诊断专家系统的设计

4.1系统总体结构

4.2知识库的设计

4.2.1知识的获取及分类

4.2.2飞控系统故障知识表示

4.3推理机的设计

4.3.1总体推理机制

4.3.2专家系统推理机制

4.3.3神经网络推理机制

4.4解释机制设计

4.4.1面向专家系统的解释机制

4.4.2面向神经网络的解释机制

第五章 A330飞控系统故障诊断专家系统的实现

5.1开发工具的选择

5.1.1专家系统的开发平台

5.1.2数据库的选择及使用

5.2系统结构体系

5.2.1人机接口模块

5.2.2综合管理模块

5.2.3诊断推理模块

5.2.4知识库管理模块

5.2.5网络权值管理模块

5.3诊断举例

5.4系统验证

第六章 结论与展望

6.1课题完成的工作

6.2课题研究展望

致谢

参考文献

在校期间研究成果