杨昌宝 刘硕 李科 朱子瑞 徐亮 张小恺

摘要：针对机载蒸发循环系统多层次、相关性的故障特征，本文提出了基于模糊Petri网的机载蒸发循环系统故障诊断方法。根据故障的失效模式与效应分析（FMEA）表以及模糊故障Petri网（FFPN）建模规则，通过对系统的功能、模块划分以及对故障数据进行分析，建立了机载蒸发循环控制系统的故障模型。根据此模型，采用模糊集理论描述了故障的模糊程度，应用Petri网理论反映故障的层次变迁及竞争关系。在此基础上，对冷凝器、蒸发器故障进行正向演绎状态评价和反向故障诊断推理。最后，通过仿真验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：故障诊断；机载蒸发循环系统；模糊Petri网；正向/反向推理；模糊集理论

中图分类号：V245文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.03.008

为进一步满足飞机环控系统热载荷的需求，随着蒸发循环制冷技术的发展，蒸发循环制冷系统逐步在军用战机上得以应用[1-3]。针对机载蒸发循环系统故障诊断问题，考虑到其结构复杂，系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等部件[4-6]。故障种类多且具有一定模糊性、耦合性、层次性和传播性，故障诊断难度较大。

目前，对于复杂系统的故障诊断，近年来，有不少学者提出基于模糊算法的故障诊断方法，如韩光臣等[7]提出模糊概率网系统，使得复杂的直升机机电系统的故障分析得以简化；李厦[8]等采用了模糊产生式规则的推理算法，进而总结出了置信度矩阵推理的新算法。这些研究虽然在处理复杂机电系统故障分析中取得了一定影响，但均侧重于故障在传播过程中的赋予特性，而并未体现故障本身的特征。……