《无人机健康管理＝HEALTH MANAGEMENT OF UNMANNED AERIAL VEHICLES》

第1章绪论1

1.1健康管理技术3

1.1.1 研究背景3

1.1.2 研究内容4

1.1.3 研究现状7

1.2无人机PHM技术8

1.2.1 PHM基本概念9

1.2.2 PHM系统结构11

1.2.3 PHM基本方法13

1.2.4 PHM关键技术15

1.3 无人机PHM的发展趋势17

第2章故障诊断技术20

2.1 基本概念21

2.2基于故障树的故障诊断23

2.2.1 构建故障树24

2.2.2 故障树分析24

2.2.3 实例分析27

2.3基于案例推理的故障诊断33

2.3.1 案例检索34

2.3.2 案例推理36

2.3.3 CBR的工作机制36

2.4故障诊断专家系统41

2.4.1 专家系统的结构42

2.4.2 知识库的构建44

2.4.3 基于案例推理的专家系统46

2.5实时故障诊断48

2.5.1 基于阈值逻辑的诊断48

2.5.2 基于解析余度的诊断49

2.6基于多模型技术的故障诊断方法研究55

2.6.1 引言55

2.6.2 多模型自适应估计方法57

2.6.3 故障隔离60

2.7 本章小结63

第3章健康特征提取方法64

3.1 引言65

3.2 问题描述67

3.3基于参数辨识的健康特征提取68

3.3.1 批处理最小二乘法68

3.3.2 递推最小二乘法70

3.3.3 遗忘因子递推最小二乘法71

3.4基于神经网络辨识模型的健康特征提取72

3.4.1 BP神经网络73

3.4.2 改进的BP神经网络学习算法76

3.4.3 神经网络辨识与特征提取79

3.5基于神经网络分类的健康特征提取81

3.5.1 改进的BP神经网络模式分类算法81

3.5.2 基于分类方法的健康特征提取83

3.5.3 神经网络模式分类数值仿真83

3.6 本章小结86

第4章健康评估方法87

4.1 引言88

4.2 问题描述90

4.3改进的进化模糊聚类算法91

4.3.1 数据聚类算法91

4.3.2 改进的遗传算法93

4.3.3 改进的进化模糊K均值聚类算法96

4.3.4 数值仿真97

4.4基于数据聚类的健康评估技术101

4.4.1 数据预处理101

4.4.2 基于聚类的健康评估102

4.5 本章小结103

第5章健康预测方法104

5.1 引言105

5.2 问题描述106

5.3 时间序列预测108

5.4基于指数平滑技术的健康预测109

5.4.1 指数平滑技术109

5.4.2 健康预测方法111

5.5基于ARMA模型的健康预测112

5.5.1 基于自回归滑动平均模型的预测113

5.5.2 健康预测方法116

5.6 ARMA健康预测仿真分析120

5.7 本章小结123

第6章故障缓和与重构124

6.1 引言125

6.2决策支持与故障缓和126

6.2.1 决策支持127

6.2.2 故障缓和128

6.3信号残差分析与实时故障诊断129

6.3.1 问题描述129

6.3.2 信号重构与残差分析131

6.3.3 在线统计决策134

6.3.4 在线诊断仿真分析137

6.4作动器故障自适应重构145

6.4.1 问题描述145

6.4.2 关键作动器故障重构算法146

6.4.3 作动器故障的重构仿真分析149

6.5飞行高度信号重构研究154

6.5.1 扩展卡尔曼滤波155

6.5.2 状态方程和观测方程的建立156

6.5.3 仿真分析158

6.6 本章小结159

第7章无人机自动驾驶仪故障诊断专家系统160

7.1 无人机自动驾驶仪系统特点161

7.2 系统结构和功能166

7.3关键模块的实现167

7.3.1 数据接收和预处理167

7.3.2 知识获取169

7.3.3 推理机制172

7.3.4 解释机制175

7.4 本章小结175

第8章基于模型方法的无人机作动器健康管理176

8.1基于模型方法的健康管理177

8.1.1 诊断和预测方法178

8.1.2 作动器故障模式179

8.1.3 系统建模和参数辨识179

8.1.4 健康预测181

8.2应用算例182

8.2.1 作动器的仿真模型182

8.2.2 作动器的故障模式184

8.2.3 健康特征提取185

8.2.4 健康评估188

8.2.5 健康预测190

8.2.6 人机界面191

8.3 本章小结194

第9章基于数据驱动的无人机作动器健康管理195

9.1基于数据驱动的健康管理196

9.1.1 基本结构和流程197

9.1.2 基本内容和过程197

9.2仿真设计201

9.2.1 作动器的仿真模型201

9.2.2 健康特征提取202

9.2.3 基于数据聚类的健康评估206

9.2.4 指数平滑健康预测212

9.3 本章小结215

第10章总结216

参考文献220