崔亞君，祝華遠，李艷麗

(海軍航空工程學院 青島校區(qū)，山東 青島 266041)

飛行控制系統(tǒng)是保證飛機飛行安全的高級操縱系統(tǒng)。飛行控制系統(tǒng)能否正常工作直接關系到飛行安全和飛行品質(zhì)。但是由于飛行控制系統(tǒng)結構十分復雜，某一個故障現(xiàn)象可能由多個原因引起，一個故障原因可能導致不同的故障現(xiàn)象。因此，如何快速、準確對故障進行診斷定位并及時排除故障，提高飛機使用可靠性、保證飛行安全成為一個技術難點。本文嘗試應用灰色理論中的灰色關聯(lián)分析法，對飛行控制系統(tǒng)故障進行分析。

灰色系統(tǒng)理論是以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對象，主要通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā)，提取有價值的信息，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行規(guī)律的正確描述和有效控制［1］。在灰色系統(tǒng)理論的研究中，將各類系統(tǒng)分為白色、黑色和灰色系統(tǒng)。信息完全已知的系統(tǒng)稱為白色系統(tǒng);信息完全未知的系統(tǒng)稱為黑色系統(tǒng);介于上述兩者之間的，即部分信息已知，部分信息未知的系統(tǒng)稱為灰色系統(tǒng)。對于飛行控制系統(tǒng)的故障可以分為兩大部分，特定故障原因?qū)е碌奶囟ü收犀F(xiàn)象這部分信息是已知的，按照灰色系統(tǒng)理論可以稱之為白色系統(tǒng)。而另一部分一個故障現(xiàn)象可能由多個原因引起，一個故障原因又可能導致不同的故障現(xiàn)象就比較難以確切診斷的，按照灰色系統(tǒng)理論可以稱之為灰色系統(tǒng)?；疑P聯(lián)分析是灰色系統(tǒng)理論中的一個重要方法，是根據(jù)因素之間的發(fā)展趨勢的相似或相異程度，來衡量因素間關聯(lián)程度的方法。它對樣本量的多少沒有過分要求，也不需要典型的分布規(guī)律，計算量小，且不出現(xiàn)關聯(lián)度的量化結果與定性分析不一致的情況。飛行控制系統(tǒng)故障是一種典型的灰色系統(tǒng)，維護人員只能獲取部分信息，故障診斷的任務就是利用不完全信息去識別系統(tǒng)的健康狀態(tài)。因此可用灰色關聯(lián)度對飛控系統(tǒng)進行灰色關聯(lián)分析，來衡量系統(tǒng)各種故障之間關系的密切程度。

1 灰色關聯(lián)度

現(xiàn)有的關聯(lián)度分為2 類:一類僅強調(diào)了序列間絕對位置差，如:鄧氏關聯(lián)度、灰色絕對關聯(lián)度等;一類僅強調(diào)了序列間的變化率，如:B 型關聯(lián)度、斜率關聯(lián)度等［2］?；谝陨蠁栴}，構建了一種滿足既考慮數(shù)據(jù)序列的絕對變化又考慮數(shù)據(jù)序列的相對變化，且滿足灰色關聯(lián)度四公理的關聯(lián)度——灰色綜合關聯(lián)度。

設X0=(x0(1)，x0(2)，…，x0(n))數(shù)據(jù)行為參考序列，為數(shù)據(jù)行為比較序列。為關聯(lián)系數(shù)。其中，λ1，λ2?0，λ1+λ2=1，其意義分別為絕對位置差異和變化率差異的重視程度;ξ，η 分別為絕對位置差異和變化率差異的辨識系數(shù)。一般情況下，這幾個參數(shù)均可取0.5。

2 灰色關聯(lián)度分析

利用灰色關綜合聯(lián)度對飛控系統(tǒng)年故障數(shù)與故障類型進行了分析。表1 是某型飛行控制系統(tǒng)連續(xù)4 年的故障統(tǒng)計。

根據(jù)統(tǒng)計，把X0=(68，96，73，85)視為數(shù)據(jù)行為參考序列，把人為故障、部件故障、線路故障、交聯(lián)故障分別記為X1、X2、X3、X4為數(shù)據(jù)行為比較序列。其中，X1= {2 ，3，2，4 };X2= {4 6，72，51，63 };X3= {1 3，9，16，11 };X4= {7，12，4，7}。

表1 飛行控制系統(tǒng)故障統(tǒng)計

2.1 初值標準化

對主因子數(shù)據(jù)列和行為因子數(shù)據(jù)列進行初始化處理，使之無量綱化、歸一化。初值標準化為

可得

2.2 計算絕對差

根據(jù)關聯(lián)度計算公式，依次計算絕對差Δi(k)、一級最小差minΔi(k)、一級最大差maxΔi(k)，所求結果如表2所示。

表2 絕對差計算結果統(tǒng)計

2.3 計算關聯(lián)度

繪制飛控系統(tǒng)故障關聯(lián)度分析直方圖如圖1 所示。

圖1 飛控系統(tǒng)故障關聯(lián)度分析直方圖

從表3 關聯(lián)度計算結果及圖1 可以看出，飛控系統(tǒng)每年度的故障不論是基于強調(diào)變化率還是強調(diào)絕對差，與其部件故障的關聯(lián)度都是最大的，說明飛控系統(tǒng)的故障主要受到單部件故障的影響，因此，要減少飛控系統(tǒng)故障，保證飛控系統(tǒng)的可靠工作，首先要保證單部件的完好性;其次，與飛控系統(tǒng)故障關聯(lián)度比較大的是人為故障，因此，加強維修人員業(yè)務學習和工作的規(guī)范操作也是減少飛控系統(tǒng)故障的有效措施。

表3 飛控系統(tǒng)故障關聯(lián)度分析

3 結束語

通過對飛控系統(tǒng)實例的分析，可以得出這樣的結論:當由多種原因引發(fā)而故障現(xiàn)象相同時，就應該把可能的故障原因根據(jù)灰色理論中的關聯(lián)度大小進行排序，然后按照關聯(lián)度大小依次進行判斷導致故障的原因，幫助維修人員快速分析和準確定位系統(tǒng)故障，提高飛機維修的效率和可靠性。此方法所需樣本少，計算簡單方便，結論可靠性高，是快速定位飛行控制系統(tǒng)故障的有效方法。

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［4］王禮沅，李壽安，張恒喜.灰色關聯(lián)投影法在戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)效能評估中的應用［J］.電光與控制，2006，13（2）:1-2.

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