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[摘 要]在当今时代快速发展的阶段，大型商用民航飞机的使用程度越来越频繁，使用数量逐渐增多，所以加强对于大型商用民航飞机的研究，确保大型商用民航飞机的安全性是非常重要的。大型商用民航飞机由于零件和结构越来越复杂，功能越来越强大，所以其出现差错的概率也随之增高。采用控制率对大型商用民航飞机的容错程度进行控制是非常重要的。本研究便是从这个角度出发，对大型商用民航飞机振动故障产生的原因进行了简要的介绍，并将重点探讨大型商用民航飞机故障检测方法与控制率的设计。
[关键词]大型商用民航飞机 故障检测方法 控制率研究与设计
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0201-01
前言：
现代大型商用民航飞机大都采用的控制方式是电传操作，在对大型商用民航飞机操作的过程中，由于飞机本身的复杂性使得其容易出现差错，而控制率就是进行故障检测以及差错衡量容错控制。通过对于控制率的研究，能够使得相关的工作人员制定下一步的飞机使用或者修复的措施，如果控制率不符合相关要求，将会对大型商用民航飞机的安全造成很大的影响。所以说，对于控制率的研究对于大型商用民航飞机的安全性是至关重要的。
1. 大型商用民航飞机振动故障产生的原因
1.1 结构自振
大型商用民航飞机在飞行过程中容易产生各种不同的震动故障，其中主要的震动故障之一就是结构自振。现代飞机由于自身结构的制造材料的影响，在刚度上有所下降，这导致的直接问题就是飞机在飞行的过程中由于本身刚度不够带来的结构震动等问题容易被飞机的传感器接收并传到飞机的电传操作系统，从而使得电传操作系统烧到相应的干扰产生不必要的故障。这种振动故障一旦过大，会对飞机的飞行造成十分不利的影响。所以说，结构自振已经成为大型商用民航飞机振动故障产生的主要原因。
1.2 传感器故障
大型商用民航飞机在飞行过程中容易产生的另一种震动故障就是传感器故障。现代大型商用民航飞机在飞行的过程中未来实施的监控飞机各个部分以及周围飞行环境的状态，往往在飞机上装有大量的传感器。这些传感器在帮助飞机操作人员更好的掌握动态的同时也会造成一定的震动故障。比如，当这些传感器中的某一个发生了故障，将会把错误的信号传递给与之相关联的电子器件，从而不断的给飞机的各个相连期间传递错误信息，使得工作人员得到错误的指令，这不利于飞机工作人员的正确判断以及做出正确的下一步计划和指令，对于整个飞机的运行来说都是非常不利的。所以说，传感器故障也是造成大型商用民航飞机振动故障产生的主要原因。
1.3 气动弹性
除了以上两点外，大型商用民航飞机在飞行过程中还容易产生的一种震动故障就是气动弹性。气动弹性产生飞机震动故障的原理与结构自振是非常相似的。气动弹性是由于飞机某一部位刚性不强所以容易受到外界强气流或者其他因素的影响，使得这一部位产生相应的震动，然后通过传感器等设备将这种振动故障传递到大型商用民航飞机的前向通路，从而使得飞机的运行回路等受到影响，产生错误的指示，对于飞机的正常飞行是非常不利的。所以说，气动弹性也是造成大型商用民航飞机振动故障产生的主要原因。
2. 大型商用民航飞机故障检测方法与控制率研究设计
2.1 故障检测思路
在飞机飞行的过程中，为了确保控制率的可靠性，检测到准确的容错控制，对于故障检测整理出合适的思路是非常重要的。这就要求相关工作人员对于大型商用民航飞机的动力学模型进行解算，将解算后的数据与飞机飞行时的数据进行状态对比，然后通过计算得到相应的残差信号，并且将单重监测变为双重监测或者多层监测，从而提高整个检测过程数据的可靠性，使得飞机前向回路得到真实有效的数据，有利于飞机工作人员根据获得的信息做出准确的判断，从而确保大型商用民航飞机飞行的安全性。
2.2 故障信号的分析
一般情况下，大型商用民航飞机的飞行控制率都可以通过残差进行比对，但是当震动故障不断的发出周期性的故障信号时，由于飞机相关设备误差的存在，这种残差计算的方式已经不能够满足控制率计算的需要，此时就需要利用信号的频率特性。通过进行频率特性的分析，能够使得飞机将振动故障锁定到一定的频率范围内，从而有利于工作人员对于该范围内的故障进行分析和解决，从而有利于飞机飞行的安全性。所以说，合理的利用飞机振动故障的残差计算和频率特性，使得两者相辅相成，共同显示飞机的运行状态是非常必要的。
2.3 前馈通道和反馈回路设计
对于前馈通道来说，由于前馈通道很容易受到传感器传递的错误信息从而影响飞机的正常飞行，所以可以考虑在前馈通道与各个传感器之间加一个判决器，从而提高传感器传递到前馈通道的信息的可靠性，但是要考虑到所加判决器的复杂性和成本，不能够以复杂度过高和成本过高为代价来提高信息传递的可靠性，所以要尽量选择复杂性低、成本低的判决器。对于反馈回路来说，要加强开环控制和闭环控制之间的合理分配和有效利用，使得开环控制和闭环控制各司其职，充分发挥各自的作用并相互配合。此外要加强反馈回路的阻尼比，从而使得长周期的故障响应得到改善。
2.4 控制系统的结构
大型商用民航飞机故障检测方法与控制率设计还包括控制系统的结构。一般来说，控制系统的结构主要包括控制输入、前馈通道、伺服回路、伺服解析冗余、飞行动力学模型、伺服冗余残差、反馈通道、飞行动力学模型解析冗余、飞行状态残差以及飞行输出等部分组成。各个组成部分分别发挥自身的作用并相互关联，成为统一的控制系统，达到整的控制系统进行故障检测的目的。控制系统能够实现对于大型商用民航飞机的振动故障监测的功能，有利于飞机在飞行过程中对于误差做出正确的反应。
3. 总结
近年来，大型商用民航飞机的部件的复杂度越来越高，功能越来越多，使得其出现振动故障的概率也不断的增大。所以說，加强对于大型商用民航飞机振动误差控制率的研究，使得大型商用民航飞机拥有更高的安全性是非常重要的。基于此，本研究对大型商用民航飞机振动故障产生的原因进行了简要的介绍，并重点阐述了大型商用民航飞机故障检测方法与控制率的研究设计，希望对于大型商用民航飞机进一步利用控制率提高飞机飞行的安全性有所裨益。
参考文献：
[1]李方伟，李晗，卢晓.TD-SCDMA系统中多速率业务的接纳控制算法研究[J].通信学报，2012，33（4）： 176-182.
[2]杨妹，赵鑫业，蔡楹，黄柯棣.面向分析评估的高性能仿真系统关键技术研究 [J].系统仿真学报，2012， 24（12）： 2463-2467.
[关键词]大型商用民航飞机 故障检测方法 控制率研究与设计
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0201-01
前言：
现代大型商用民航飞机大都采用的控制方式是电传操作，在对大型商用民航飞机操作的过程中，由于飞机本身的复杂性使得其容易出现差错，而控制率就是进行故障检测以及差错衡量容错控制。通过对于控制率的研究，能够使得相关的工作人员制定下一步的飞机使用或者修复的措施，如果控制率不符合相关要求，将会对大型商用民航飞机的安全造成很大的影响。所以说，对于控制率的研究对于大型商用民航飞机的安全性是至关重要的。
1. 大型商用民航飞机振动故障产生的原因
1.1 结构自振
大型商用民航飞机在飞行过程中容易产生各种不同的震动故障，其中主要的震动故障之一就是结构自振。现代飞机由于自身结构的制造材料的影响，在刚度上有所下降，这导致的直接问题就是飞机在飞行的过程中由于本身刚度不够带来的结构震动等问题容易被飞机的传感器接收并传到飞机的电传操作系统，从而使得电传操作系统烧到相应的干扰产生不必要的故障。这种振动故障一旦过大，会对飞机的飞行造成十分不利的影响。所以说，结构自振已经成为大型商用民航飞机振动故障产生的主要原因。
1.2 传感器故障
大型商用民航飞机在飞行过程中容易产生的另一种震动故障就是传感器故障。现代大型商用民航飞机在飞行的过程中未来实施的监控飞机各个部分以及周围飞行环境的状态，往往在飞机上装有大量的传感器。这些传感器在帮助飞机操作人员更好的掌握动态的同时也会造成一定的震动故障。比如，当这些传感器中的某一个发生了故障，将会把错误的信号传递给与之相关联的电子器件，从而不断的给飞机的各个相连期间传递错误信息，使得工作人员得到错误的指令，这不利于飞机工作人员的正确判断以及做出正确的下一步计划和指令，对于整个飞机的运行来说都是非常不利的。所以说，传感器故障也是造成大型商用民航飞机振动故障产生的主要原因。
1.3 气动弹性
除了以上两点外，大型商用民航飞机在飞行过程中还容易产生的一种震动故障就是气动弹性。气动弹性产生飞机震动故障的原理与结构自振是非常相似的。气动弹性是由于飞机某一部位刚性不强所以容易受到外界强气流或者其他因素的影响，使得这一部位产生相应的震动，然后通过传感器等设备将这种振动故障传递到大型商用民航飞机的前向通路，从而使得飞机的运行回路等受到影响，产生错误的指示，对于飞机的正常飞行是非常不利的。所以说，气动弹性也是造成大型商用民航飞机振动故障产生的主要原因。
2. 大型商用民航飞机故障检测方法与控制率研究设计
2.1 故障检测思路
在飞机飞行的过程中，为了确保控制率的可靠性，检测到准确的容错控制，对于故障检测整理出合适的思路是非常重要的。这就要求相关工作人员对于大型商用民航飞机的动力学模型进行解算，将解算后的数据与飞机飞行时的数据进行状态对比，然后通过计算得到相应的残差信号，并且将单重监测变为双重监测或者多层监测，从而提高整个检测过程数据的可靠性，使得飞机前向回路得到真实有效的数据，有利于飞机工作人员根据获得的信息做出准确的判断，从而确保大型商用民航飞机飞行的安全性。
2.2 故障信号的分析
一般情况下，大型商用民航飞机的飞行控制率都可以通过残差进行比对，但是当震动故障不断的发出周期性的故障信号时，由于飞机相关设备误差的存在，这种残差计算的方式已经不能够满足控制率计算的需要，此时就需要利用信号的频率特性。通过进行频率特性的分析，能够使得飞机将振动故障锁定到一定的频率范围内，从而有利于工作人员对于该范围内的故障进行分析和解决，从而有利于飞机飞行的安全性。所以说，合理的利用飞机振动故障的残差计算和频率特性，使得两者相辅相成，共同显示飞机的运行状态是非常必要的。
2.3 前馈通道和反馈回路设计
对于前馈通道来说，由于前馈通道很容易受到传感器传递的错误信息从而影响飞机的正常飞行，所以可以考虑在前馈通道与各个传感器之间加一个判决器，从而提高传感器传递到前馈通道的信息的可靠性，但是要考虑到所加判决器的复杂性和成本，不能够以复杂度过高和成本过高为代价来提高信息传递的可靠性，所以要尽量选择复杂性低、成本低的判决器。对于反馈回路来说，要加强开环控制和闭环控制之间的合理分配和有效利用，使得开环控制和闭环控制各司其职，充分发挥各自的作用并相互配合。此外要加强反馈回路的阻尼比，从而使得长周期的故障响应得到改善。
2.4 控制系统的结构
大型商用民航飞机故障检测方法与控制率设计还包括控制系统的结构。一般来说，控制系统的结构主要包括控制输入、前馈通道、伺服回路、伺服解析冗余、飞行动力学模型、伺服冗余残差、反馈通道、飞行动力学模型解析冗余、飞行状态残差以及飞行输出等部分组成。各个组成部分分别发挥自身的作用并相互关联，成为统一的控制系统，达到整的控制系统进行故障检测的目的。控制系统能够实现对于大型商用民航飞机的振动故障监测的功能，有利于飞机在飞行过程中对于误差做出正确的反应。
3. 总结
近年来，大型商用民航飞机的部件的复杂度越来越高，功能越来越多，使得其出现振动故障的概率也不断的增大。所以說，加强对于大型商用民航飞机振动误差控制率的研究，使得大型商用民航飞机拥有更高的安全性是非常重要的。基于此，本研究对大型商用民航飞机振动故障产生的原因进行了简要的介绍，并重点阐述了大型商用民航飞机故障检测方法与控制率的研究设计，希望对于大型商用民航飞机进一步利用控制率提高飞机飞行的安全性有所裨益。
参考文献：
[1]李方伟，李晗，卢晓.TD-SCDMA系统中多速率业务的接纳控制算法研究[J].通信学报，2012，33（4）： 176-182.
[2]杨妹，赵鑫业，蔡楹，黄柯棣.面向分析评估的高性能仿真系统关键技术研究 [J].系统仿真学报，2012， 24（12）： 2463-2467.