系留气球内囊氦空二元气体浓度分布特性试验研究

长期的氦气漏损和空气渗透使得体积一定的系留气球剩余浮力下降,为保证系留气球安全性,必须进行氦气提纯.为了提高氦气纯化的费效比,有必要开展系留气球内囊氦气的气体浓度分布规律研究.基于系留气球内囊气体的组成分析和系统技术指标要求,文中提出了一种适用于系留气球内囊氦气浓度分布特性研究的试验,给出了详细的试验方法并分析试验结果...     

系留气球系统氦气纯化工艺设计

基于系留气球内囊气体的组成成分分析和技术指标要求,综合分析目前现有的三种成熟提纯工艺方法:低温分馏、变压吸附和膜分离的工艺流程方法,针对系留气球的在线操作可行性,提出了一种适用于系留气球内囊氦气在线纯化的技术,给出了详细的工艺实现方法.结果表明:该方法非常高效且性价比较高.     

系留气球内囊气体加热除冰雪的模拟研究

冰霜和雨雪是影响系留气球系统露天安全系留的关键因素,为增强系留气球在寒冷气候和雨雪天气下的除冰融雪能力,论述了一种阵地式系留气球内囊气体循环加热的地面除冰雪方法.通过建立不同大气温度、风速和不同积雪速度下内囊气体与球体表面积雪的换热模型,计算了典型冰雪天气和恶劣冰雪天气下的需用加热功率,模拟分析了不同气象条件下内囊气体...     

机载位移传感器故障检测与信号重构

为了避免机载系统故障诊断与重构中单纯增加余度数目所带来的问题,针对电传飞控系统中应用较多的位移传感器,提出了一种基于特征的检测电路、检测方法以及信号重构方案。方案基于位移传感器工作时两次级线圈回路电压和值恒定的特征,实现了对初级、次级回路的一次断线检测,在检测到次级线圈一次断线时,又利用正常工作特征并根据另一次级线圈所获得的信息对断线信号进行重构。分析和测试表明,所提出的位移传感器故障检测以及重构算法仅需增加极少的硬件电路,且检测及重构方法实时性高,在不增加传感器余度数目的条件下,能大大提高系统的可靠性。     

飞行控制系统故障诊断与重构技术研究

对于高空长航时无人机高性能要求,提出一种多等级余度飞行控制系统。结合飞行控制系统各组成部分的结构特点,给出了传感器信号的余度信号管理技术,机载计算机通道故障诊断与仲裁技术;伺服子系统故障隔离和控制分配重构技术。试验结果表明该飞行控制系统故障诊断与重构方案设计合理可行,不仅较好地完成了飞行控制系统的余度管理任务,而且有效提高了故障检测率抑制了虚警,保证了系统的可靠性与容错能力。     

用于测量流体流速的复合式传感器

基于流体力学皮托管测量流体流速的原理,提出了一种用于测量流体流速的复合式传感器,它由一个静压和差压传感器构成.介绍了这种新型传感器的测量原理、结构设计和芯片制作,并列举了实验数据.此传感器能同时显示流体的静压和差压,并且实现了智能化,可用于无人流体观测站.     

多传感器采样系统的分布式容错估计

研究了多传感器采样系统在发生一类典型故障情况下的分布式融合估计问题;首先,针对局部传感器,利用Kalman滤波获得的新息进行故障检测;然后在最小方差意义下发展了传感器故障在线递归估计方案;进一步将所获得的估计结果对故障传感器的测量值进行重构,并应用射影定理建立了局部传感器容错更新算法;最后基于线性最小方差融合原则给出了多传感器采样系统的分布式容错估计方案;相比于已有融合估计方法,所提方案不仅能及时检测传感器故障,并且能进一步充分利用故障传感器信息来提高估计精度;数值仿真验证了方法的有效性和优越性。     

基于DSP的航天器压力变化检漏仪的设计

航天器的密封性能是极其重要的指标之一,利用压力变化方法进行舱体密封性检漏是保障其密封性的重要技术手段;设计研制小型压力变化检漏仪对满足航天器检漏设备小型集成化、高精度的迫切需求是十分重要的;以DSP为数据的核心处理器,分析绝压和差压具有温度补偿方法,设计基于485通信接口实现数字绝压传感器的数据采集,采用250Ω的高精度电阻接入电流环的方法实现差压传感器的信号调理,通过ADS1247高精度24位数模转换器实现差压信号的采集;并采用恒流供电和电阻比测量原理实现对两路热敏电阻温度传感器的测量;各信号经DSP中固化的压力变化检漏算法集中处理,得到被测物体的漏率值,检测结果通过LCD显示。所研制集绝压、差压和温度多参量监测于一体的检漏仪,经过温度、压力、检漏试验等测试,验证了其精度和检漏能力满足要求;研究结果表明：所研制的检漏仪小巧,精度高,可靠性高,可实现压力、温度、漏率等多参量的同时监测,漏率检测的最大相对误差为19.3%,相对不确定度小于2%,可有效地解决航天器泄漏检测的问题。     

双弹簧管光纤差压传感器

设计了一种利用对称反转连接的双弹簧管作为差动压力传感元件,进行差动压力测量的光纤传感器.这种光纤传感器是在通用光纤传感设计实验系统的基础上,利用三光纤反射调制技术,实现光源强度的变化和光纤中光功率损耗的变化以及反射率的变化自动补偿的.理论上,分析了这种反转对称差压传感弹性元件在使用过程的优点,给出了三光纤补偿理论分析方法.实验上,获得了该光纤差压传感器的线性输出测试结果.     

基于一组卡尔曼滤波器信息融合的故障诊断

为了能及时准确地诊断发动机的传感器和执行机构故障,文章提出了基于一组卡尔曼滤波器信息融合的方法进行故障诊断;首先根据传感器特性设计了一组滤波器用于传感器故障诊断、隔离,每个滤波器针对一个传感器进行设计;其次根据执行机构故障特性设计了一组卡尔曼滤波器进行执行机构偏差估计,从而对执行机构进行故障诊断、隔离;接着给出了传感器、执行机构信息融合的诊断方案;最后分别给传感器、执行机构添加故障进行方案验证,仿真结果得出在传感器或者执行机构任意部件出故障的情况下,该融合方法可以有效地诊断并隔离出有故障的传感器或者执行机构。     

多测点智能温度传感器设计

针对广泛应用的温度检测,设计了一种多测点智能温度传感器。该智能温度传感器将多个常规温度传感元件、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器连接起来,利用三维单片智能传感器结构集成在一块硅基片上,实现了三维集成多层结构。同时智能温度传感器利用信号幅度、变化趋势、多测点冗余故障判决和传感信息融合方法,在实现传感故障诊断的同时提高检测准确度。     

基于拜占庭故障模式的空天飞行器GNC系统架构研究

针对空天飞行器对GNC系统的高可靠性需求,开展了基于拜占庭故障模式的GNC系统架构研究,采用四机三总线架构设计方案,通过系统内总线实现输入数据及输出数据多机冗余比对,防止拜占庭故障的发生,提升了系统可靠性,实现了系统自检测和故障的准确定位及隔离,并具有在线故障诊断、故障自修复功能,同时解决了高动态、强干扰环境下系统自主性较差的问题,提升了GNC系统可靠性和容错性;经分析,该系统架构能够满足空天飞行器在轨、再入复杂任务需求。     

水平管段塞流压力/压差波动特性分析

本文在对水平管段塞流压力波动特性进行理论分析的基础之上,对其压力/压差波动特性进行了试验研究。结果表明,折算液速对段塞频率的影响作用远大于折算气速的影响作用;分别增加管线中的气量、液量,或者气液量同时增加,均会造成管线运行过程中均值压力/压差和最大压力/压差的增加;压力信号的概率密度分布大部分呈双峰分布,但其中也存在单峰和多峰分布;压差信号的概率密度符合正态分布;压力信号的功率谱密度具有频率波动范围窄、幅值大的特点;与同工况压力信号的功率谱密度相比,压差信号的功率谱密度具有频率波动范围宽、幅值小的特点。     

静水压加载单晶MgO的超声测量与压力标定

通过对单晶MgO的高压声速测量,结合高压Brillouin散射数据,对静水压加载条件下六面顶压机高压腔中的压力进行了多点系统标定(系统油压从15 MPa到51 MPa,间隔2 MPa),建立了新的大腔体压机超声测量和压力标定技术。相比传统的仅采用2~3个标定压力点的方法,该技术在统计上更加可靠。结合LY12铝的高压声速测量,进一步验证了该压力标定方法的合理性。与固体传压组装相比,固液混合传压组装在相同油压下的压力值系统偏低,分析认为这主要是由于固体传压介质中的剪切效应导致标定压力值系统偏高造成的。     

Aerosol Measurement in Low‐Pressure Systems with Standard Scanning Mobility Particle Sizers

The scanning mobility particle sizer (SMPS) is one of the best known instruments for measuring particle size distributions in the submicron range. The SMPS consists of two parts: an electrostatic aerosol classifier (differential mobility particle analyser, DMA), followed by a counting device, in general a condensation particle counter (CPC). Unfortunately, commercial measurement devices such as the TSI DMA Model 3071 and the TSI CPC Model 3022 (TSI Inc., St. Paul, MN, USA), can be used only at nearly atmospheric pressure in the sampling line or in slight overpressure mode, but not in low‐pressure systems. A modification in the sampling line is shown which enhances the operating range of a standard SMPS system to low pressure. Samples taken under standard and low‐pressure conditions show good agreement in the measured particle size distributions and concentration. The behaviour observed in experimental studies agrees well with theoretical predictions.     

三模冗余计算机系统在深潜救生艇舵机控制中的应用研究

随着海洋技术的发展,潜艇的应用越来越广泛,在深海下潜艇一旦出事故很难像陆地上一样进行救援,因此深潜救生艇的应用必不可少;而深潜救生艇在水下航行中难免会发生故障,针对舵机可能发生的故障,设计了一种应用于深潜救生艇控制系统的TMR(triple modular redundancy)运动控制计算机系统;该系统以研究能满足于高可靠性系统的冗余技术为立足点,采用故障检测算法和表决算法,研究适用于它的冗余管理方案,以最大限度的提高冗余系统的故障容错能力;最后为验证设计方案的可行性,设计了故障模拟实验,将设计的TMR运动控制计算机系统应用于深潜救生艇的舵机控制中,用于验证冗余设计方案以及故障检测算法和表决算法的可行性;通过仿真结果证明了该控制系统对深潜救生艇舵机控制的有效性。     

金刚石砧高压实验中压强传递介质对实验的影响——镁铝榴石状态方程的实验测定

 采用氩气作传压介质测得的状态方程数据，在高压区，与酒精溶液作传压介质的情况极为不同。因此，对于高弹性模量材料，使用酒精溶液，不能有效地工作到超过20 GPa的范围。本文也比较了氩气压强规的使用情况。     

高压处理对Cu75.15Al24.85合金组织与电阻率的影响

本文借助金相显微镜, XRD, SEM和DSC等手段对Cu_75.15Al_24.85合金经1-5 GPa压力, 750℃保温15 min处理前后的组织结构进行了分析,并用电阻率测试仪对合金的 电阻率进行测试,以此探讨了高压处理对Cu_75.15Al_24.85合金组织与电阻率的影响. 结果表明:高压处理能细化Cu_75.15Al_24.85合金的组织,增大合金的电阻率, 当压力为3 GPa时,该合金获得的组织最细小,电阻率最大.     

小长径比垂直管气液两相流动特性分析

实验观察了小长径比垂直上流管内流型及特点,并对管入口处的压力波动特性和系统的压差波动特性进行了试验研究.结果表明:小长径比(L/D)垂直管内流型表现为泡状流、塞状流、乳沫状流、环状流和液束环状流;分别增加管线中的气量、液量,或者同时增加气液流量,均会造成垂直管入口处压力波动的均值和最大压力的增加;压力信号的概率密度(PDF)大部分呈双峰分布,也存在单峰和多峰分布;差压信号的概率密度符合正态分布,其功率谱密度同压力信号相比具有频率波动范围宽、幅值小的特点.     

粮仓效应的实验设计

设计制作了观测静态颗粒物质粮仓效应的简单实验系统.实验数据充分地展现了颗粒物质与筒仓壁之间摩擦力的“巨大”作用以及具有流动性质的颗粒物质与静态流体的显著差别,且实验结果与理论计算吻合很好.