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第1章 绪论1

1.1 PHM基本概念1

1.2 PHM的发展历程3

1.2.1外部测试的发展历程3

1.2.2机内测试的发展历程4

1.2.3机内测试到综合诊断5

1.2.4由综合诊断到PHM系统6

1.3 PHM的应用6

1.3.1军用领域的PHM6

1.3.2民用领域的PHM7

1.3.3 F-35中的 PHM应用8

第2章 PHM系统概述10

2.1 PHM系统体系架构10

2.1.1 OSA-CBM架构10

2.1.2系统工作原理11

2.1.3 JSF的PHM系统12

2.2航空电子系统PHM设计14

2.2.1 PHM设计的工作内容15

2.2.2航空电子产品PHM各层次的设计15

第3章 PHM 的传感器系统19

3.1传感器概述19

3.1.1传感器的定义19

3.1.2传感器的分类19

3.1.3航空电子产品PHM传感器19

3.2传感器的选择与布局21

3.2.1传感器选择应考虑的因素21

3.2.2传感器的布局23

3.3 PHM传感器的发展方向27

第4章 状态监测29

4.1概述29

4.2航空电子单元环境及故障应力分析29

4.3典型电路模块的敏感参数体系30

4.3.1处理模块的敏感参数体系30

4.3.2电源模块的敏感参数体系31

4.3.3存储模块的敏感参数体系32

4.4信号调理33

4.5信号采集34

4.5.1信号采集的基本考虑34

4.5.2同步采集技术35

4.6信号处理37

4.6.1信号的分类38

4.6.2数据预处理40

4.6.3数据压缩41

4.6.4特征提取43

4.7基于小波的信号处理45

4.7.1小波概述45

4.7.2小波变换理论46

4.7.3基于小波的降噪方法49

4.7.4基于小波的数据压缩方法51

4.8状态基线设定51

第5章 故障诊断53

5.1概述53

5.2故障诊断的流程53

5.2.1设备审查55

5.2.2 FMECA分析确认55

5.2.3备选维修任务55

5.2.4选择测量方法55

5.2.5数据收集和分析56

5.2.6提高诊断置信度57

5.3机内测试设计57

5.3.1 BIT技术的发展现状与趋势58

5.3.2 BIT设计的原则59

5.3.3 BIT功能、组成及基本原理60

5.4自动测试系统设计62

5.4.1简介62

5.4.2 ATS系统基本组成62

5.4.3测试程序集设计63

5.4.4兼容性设计68

5.4.5自动测试系统相关标准69

5.4.6国内外自动测试系统平台开发和使用现状74

5.5电子电路常用故障诊断算法77

5.5.1故障字典法79

5.5.2基于证据理论的故障诊断技术84

5.5.3离散事件系统理论法88

5.5.4神经网络法94

5.5.5故障验证法（网络撕裂法）102

5.5.6基于相关性模型的诊断设计方法106

5.6其他故障诊断方法135

5.6.1基于故障树的诊断方法135

5.6.2基于Petri网的故障诊断方法137

5.6.3基于支持向量机的方法138

5.7故障综合诊断141

5.7.1综合诊断的提出与发展141

5.7.2综合诊断的内涵142

5.7.3主要技术难点144

5.7.4综合诊断的设计144

第6章 故障预测147

6.1概述147

6.2故障预测设计的一般过程148

6.2.1确定预测需求149

6.2.2确定故障类型149

6.2.3分析支撑数据149

6.2.4选择预测方法150

6.3基于预警电路的故障预测技术150

6.4基于损伤标尺的故障预测技术151

6.5基于失效物理模型的寿命预测技术152

6.5.1基于失效物理模型的剩余寿命预测技术实施过程153

6.5.2应用案例157

6.6基于模型的方法165

6.6.1时间序列法166

6.6.2卡尔曼滤波171

6.6.3隐马尔科夫模型173

6.6.4灰色模型175

6.7基于故障预兆监控和推理的方法176

6.7.1基于统计学的故障预测176

6.7.2神经网络177

6.7.3支持向量机179

6.7.4贝叶斯网络181

6.7.5粒子滤波181

6.7.6基于专家系统的故障预测方法183

6.8故障预测技术的发展趋势185

6.8.1智能预测BIT185

6.8.2集成智能故障预测技术186

6.8.3智能故障预测系统186

6.8.4基于无线传感网络的远程分布式智能故障预测系统186

第7章 健康评估与决策生成188

7.1概述188

7.1.1国外应用情况188

7.1.2国内应用情况189

7.2健康状态评估189

7.2.1健康评估的内容189

7.2.2健康状态评估方法189

7.3决策生成192

7.3.1 PHM推理决策的任务192

7.3.2 PHM推理决策生成的技术方法194

7.3.3 PHM推理决策生成方法的研究趋势197

第8章 PHM系统的验证198

8.1概述198

8.1.1核查和验证体系综述199

8.1.2 PHM验证系统案例介绍201

8.2 PHM系统诊断能力技术指标202

8.2.1故障检测能力核查技术指标202

8.2.2故障隔离能力核查技术指标203

8.2.3故障预测能力技术指标204

8.3数据有效性验证策略206

8.3.1数据有效性验证简介206

8.3.2 PHM试验数据收集方法206

8.3.3数据验证评估技术207

8.4 PHM系统验证策略208

8.4.1 PHM系统验证体系规划208

8.4.2 PHM系统验证设计流程209

8.4.3问题与挑战211

8.5 PHM诊断能力验证技术211

8.5.1验证思路211

8.5.2试验实施流程212

8.5.3故障注入技术213

8.6 PHM预测能力的验证228

8.6.1预测性能的度量228

8.6.2预测失效时间的合时性228

8.6.3预测模型的验证228

第9章 PHM的相关标准/指南230

9.1 OSA-EAI标准230

9.1.1概况介绍230

9.1.2 MIMOSA OSA-EAI的结构230

9.1.3标准编制背景230

9.1.4分析232

9.2 OSA-CBM标准233

9.2.1概述233

9.2.2标准编制背景235

9.2.3标准主要内容237

9.2.4应用指南237

9.3 CM&D系列标准238

9.4 ARINC相关标准240

9.4.1 ARINC-604标准240

9.4.2 ARINC624标准242

9.5 IEEE相关标准245

9.5.1 IEEE 1232标准245

9.5.2 IEEE1522标准249

9.5.3 IEEE 1636.1标准253

9.6 ISO 10303（STEP）标准254

9.6.1 STEP标准简介254

9.6.2 STEP标准的技术构成258

9.6.3适用性分析262

9.7政府项目管理——测试性和诊断性指南263

9.7.1概况介绍263

9.7.2指南体系结构263

9.7.3适用性分析264

索引词266

参考文献267