飞机的辅助动力装置（Auxiliary Power Unit,APU）最重要的作用是启动飞机主发动机,在机场缺少电源和气源的情况下,APU如果不能正常工作,飞机将直接无法起飞。此外,由于APU为飞机照明和空调供给所需的电源和气源,所以它还是客舱舒适的重要保障,其自身运行的好坏直接影响到一架飞机服务质量及乘客的满意度。目前APU的事后维修模式不仅会提高运维成本还增加了运行风险。虽然仅有少数国外厂家提供了可以评估APU健康状态的软件系统,但其使用费用较高且内部功能不向用户开放,更无法提供定制化功能服务,最重要的是这些系统的使用权是建立在获取航空公司历史运行数据的基础上。除此之外,目前XXX航空集团有限公司维修基地没有一套能直观读取APU参数的管理系统,现有的大部分APU数据都是未经过清洗的,必须依赖经验丰富的一线工程人员才能根据这些数据判断APU的健康状态。针对上述问题,课题以该航维修基地所提供的APU相关运行数据为基础,研究APU退化特征提取及综合健康状态估计方法,并在此基础上开发APU综合健康管理软件系统,以方便工程师管理APU各项数据并及时了解整个机队的健康状态,进而优化APU维修决策和机队调度。具体研究内容包括:（1）针对原始排气温度（Exhaust Gas Temperature,EGT）受季节环境等因素影响,导致原始测量值之间无法直接进行比较,且以标准化经验公式为基础转化的参数结果仍不能准确体现退化过程这一问题,借鉴在经济领域被广泛接受的季节调整方法——X11方法的分解思想,并在变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）的基础上提出了一种新的面向APU排气温度数据的退化特征提取方法,记为VMD＿3C,并利用VMD＿3C算法对全寿命周期的原始排气温度数据进行内在退化特征提取以验证所提算法的有效性。实验结果表明,利用VMD＿3C所提取的退化特征在单调性及与运行时间相关性上较原始曲线有了很大提高,无论是相较于原始数据还是用经验公式修正后的数据,均更能直接体现其个体退化过程进而提高数据退化特征的表征准确度。（2）考虑到退化轨迹递增的基本趋势以及APU个体间的退化差异,以VMD＿3C算法所提取的退化特征为基础,提出了基于排气温度退化轨迹相似性的性能趋势分析法。以实测数据的退化轨迹与标准退化轨迹之间的距离值来判断当前APU正常衰退的概率,其值越大,说明正常衰退的概率越小,故障发生的可能越大,进而反映APU的健康状态。限于APU实际历史标准数量有限,课题以仿真数据集来验证所提方案核心步骤的有效性并设置了对比实验。实验结果表明,相比之下所提方案更好地考虑了退化轨迹形态走势的相似性。之后将整体方案应用在APU实测数据中并设置对比实验,实验结果表明,所提方案能更准确地反映APU退化轨迹偏离机队标准退化轨迹的程度大小。（3）为了综合估计APU的健康状态,构建了面向APU的综合健康状态估计体系。该体系从性能偏离值、排气温度、进气导叶片角度、启动时间和在翼时间五个方面评价APU的综合健康状态,不同指标所描述的APU健康状态的角度彼此不同。鉴于各指标彼此之间存在量纲上的差异且规范的最大值和最小值不容易被定义,利用模糊隶属函数进行归一化工作,其中当模糊隶属函数值越接近1时健康状态越差,而越接近0时健康状态越好。考虑到参数变换速率差异,以Sigmoid函数所表现出的S型曲线代替模糊隶属函数中的线性变换部分。最后综合各评估分量的结果,对机队内APU进行综合健康状态排队并设置了相应的对比实验。实验结果表明,按照课题所提评估体系的排队结果指标与其它对比实验相比要表现地更好,这说明所提方法能更全面量化APU综合健康状态。（4）为了帮助航空公司运维人员及时掌握APU当前健康状态,并快速方便的对APU数据进行管理,开发了APU综合健康状态估计软件系统。首先分析了所要实现软件的具体需求以及功能,并在其基础上设计了相应的方案。之后,根据所设计的方案并基于PyQt和My SQL对软件系统进行开发,最后对整个软件的功能进行测试。测试结果表明,该软件系统具有管理APU数据及估计APU综合健康状态的能力,能够满足实际应用中的需求。