机载健康管理系统半实物仿真技术研究

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健康管理技术被誉为二十一世纪武器装备自主保障新概念的支撑技术，工程应用及技术分析表明，健康管理技术能够降低使用与保障费用，提高装备系统安全性、战备完好性和任务成功性，并能实现基于状态的维修和自助式保障等功能。针对目前国内大部分研究团体对健康管理研究还处于理论研究这一现状，本论文研究设计了一套针对健康管理技术实际应用的半实物仿真系统，一方面用来验证健康管理技术对实际系统的积极功效；另一方面，由于系统采用了模块化和层次化的思想，该系统在设计完成的同时也提供了一套进行半实物仿真的软硬件平台，可以加载其它的仿真模型及其相应的算法模块，为仿真模型和算法模块提供一个验证、性能评估的平台。论文首先对健康管理技术的背景、理论意义做了简要阐述，同时讲述了健康管理技术在国内外的发展现状、对实际系统所能起到的积极作用以及论文所要解决的疑难题目和关键点。随后对该半实物仿真系统进行了概要设计和详细设计，采用模块化和层次化的思想，将该系统设计为模型计算机部分、机载计算机部分、地面计算机部分三个主要模块，同时又对各个主要模块进行了详细的内部设计。在此基础之上，对该系统开发过程中涉及到的平台（Tornado嵌入式交叉开发平台、VxWorks实时操作系统）和算法模块（信号处理算法模块、基于贝叶斯网络的故障诊断算法模块、基于Livingstone的故障诊断算法模块）进行了深入的研究和学习。最后是对该半实物仿真系统的具体实现：对于模型计算机部分，首先对其软硬件平台做了选择说明，同时对仿真对象的选择和模型创建的实现做了详尽描述；对于机载计算机部分，首先是软硬件平台的选择，随后详细讲述了VxWorks的开发与移植实现，同时也阐述了信号处理算法模块和故障诊断算法模块的具体实现过程；对于地面计算机部分，首先确定了其软硬件平台，同时对维修数据仓库、飞行决策算法模块、维修决策算法模块的具体设计、实现做了详尽的说明。本论文的特点在于采用了模块化和层次化的设计思想，并且开发统一的数据通信接口，使系统具有极强的可扩展性，同时该系统也支持其它各种机载设备、系统的模型和算法模块加载，对各种信号处理、诊断、决策算法的验证提供标准、通用的运行平台。关键词：健康管理半实物仿真信号处理故障诊断决策

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