飞行器性能样机虚拟试验系统研究与实现

为实现航天飞行器研制中性能样机模型的充分利用,提出了飞行器性能样机虚拟试验系统的总体方案,通过试验基础数据库、试验数据管理、验证辅助工具、虚拟试验应用等子系统划分和工作流程设计,提供对虚拟试验的全流程支持。系统突破了试验数据对象化管理、试验流程建模等关键技术,并基于虚拟试验支撑平台VITA完成了相应系统实现,在多个飞行器研制过程中开展了典型应用。     

红外搜索跟踪系统的半实物仿真系统设计

信息处理组件的设计与验证是红外搜索与跟踪系统研制过程中的关键环节;设计了一个基于嵌入式多媒体系统的红外信息处理组件半实物仿真测试系统,能够通过嵌入式系统完成红外目标场景视频流的实时生成、伺服控制模型的在线解算,软件仿真环境通过以太网与实物系统交互,实现针对红外信息处理组件的半实物闭环仿真测试,为信息处理组件的设计、仿真验证和性能评估提供了集成验证环境,将能够有效缩短整个系统的研制周期,提高研制质量。     

航天试验数据管理系统的设计与应用

航天产品研制过程中会产生大量的仿真和试验数据,深入分析和充分利用这些数据对研制工作至关重要。本文介绍了基于元数据的航天试验数据管理系统的总体架构和模块组成,该系统基于元数据实现了航天产品研制过程中仿真和试验数据的统一管理,为设计人员提供集中的、规范化的数据管理服务,实现仿真和试验全过程数据的智能采集和集中存贮,支撑不同专业、不同角色的设计人员完成航天产品的协同设计。最后,展望了航天领域试验数据管理发展方向。     

托卡马克实验数据的可视化时序处理软件开发

运用VBA在Excel中的编程,编制了托卡马克实验数据的时序处理软件。使HL-1M和HL-2A装置标准格式数据在Excel表中能被直接读取并进行图形显示;且能将Excel表格中的实验数据直接传递给MATLAB系统。从而输出多道时序图形。并在MATLAB独立环境下,开发了具有读取标准实验数据、进行图形显示、可视化界面及部分高级处理功能的软件系统。     

虚拟试验支撑框架VITA研究与实现

虚拟试验验证技术可为复杂航天产品的试验验证提供有效的技术支撑。本文主要介绍了虚拟试验支撑框架VITA研究与实现情况,包括其系统组成及主要技术特点,重点介绍系统实现方案及其在飞行器研制过程中的应用情况。实践表明VITA支持对产品关键系统的技术性能验证,有效解决了产品难以开展大系统联合试验的难题。     

基于LabWindows的大容量数据分析处理方法

在导弹、火箭和无人机的研制、定型过程中需进行大量的地面验证试验,对关键单机或整机的各种环境响应特性进行测试,将测试数据存储分析处理,为分析导弹的技术状态和工作性能提供充分的依据;在测试记录系统挂载多台设备,进行高采样率工作情况下,为了对采集的复杂帧结构的大容量数据进行分析、显示,采用多线程、硬件匹配和Windows SDK等技术,使用LabWindows 8.5平台设计了一种方法;实际使用表明,该方法稳定可靠,提高了测试系统的性能。     

系统健康管理中的寿命模型仿真研究

在航空、航天、通信等领域,高可靠性和长寿命设计的产品所占比重逐渐增大。性能退化状态评估和剩余使用寿命预测技术在提高该类产品安全性和维护效率、降低全寿命周期成本等方面意义重大。针对当前国内健康管理研究中缺乏寿命及可靠性基础数据的现状,介绍了系统寿命预测的典型过程,重点分析了寿命模型研究和仿真中存在的若干问题,旨在建立实现简单且与实际系统运行过程相似度高的寿命模型的建模方法,为后续系统性能状态评估提供有效的数据支持。     

仿真工程管理系统研究

仿真系统中存在不同的应用目的,涉及多种仿真想定、模型、数据、评估等内容,在多用户情况下仿真资源缺乏统一的管理,会严重影响了仿真系统的使用效率。为了提升仿真系统的使用效率,本文提出一种仿真工程管理的方法,利用共享内存实时采集MOM数据实现对邦员负载信息的有效监控;通过服务器统一收集XML格式仿真联邦运行数据和监控日志实现仿真运行回放;通过构建通用模型接口和评价体系实现了基于Web的仿真评估。基于B/S架构构建了仿真工程管理系统,可将模型和数据以仿真工程为单位进行统一管理,实现了对仿真运行的统一监控、数据的统一的收集与管理、评估模型管理和基于仿真试验数据的仿真评估,从而提高仿真系统的使用效率,减少仿真应用系统的集成工作量。     

基于μC/OS-III的喷雾结冰控制系统的设计

结冰是影响飞机安全飞行的重要因素,在某一型号飞机投入使用前,需要对该飞机除/防冰系统的性能进行验证。因此,研制了一套基于μC/OS-III的机载喷雾结冰控制系统;给出了系统的整体结构框架及其组成,重点介绍了该控制系统的硬件及软件的设计思路;系统实现了对喷雾设备的水、气路温度及压力的自动调节,在此基础上,还具有参数监测与显示、系统报警、数据分析与保存等功能。试验结果表明,该控制系统具有运行稳定、实时性好、调节速度快、控制精度高等特点,可以使用该系统进行喷雾结冰试验来考察某机型除/防冰系统的工作性能。     

世界首台超导限流-储能系统样机研制成功

从中国科学院电工研究所获悉，世界首台超导限流-储能系统样机近日在该所研制成功．试验表明，该样机可迅速有效地限制短路电流、进行功率补偿和平抑瞬态故障．据了解，该样机的研制是在科技部、中国科学院和国家自然科学基金委的支持下完成的．样机的研制从原理、设计、技术实施等方面都属世界首次．     

基于虚拟现实的装甲装备维修性定量指标验证方法研究

对维修性定量指标验证的研究现状进行分析,提出构建基于虚拟现实的产品维修性定量指标验证系统;首先,根据系统需求构建出系统的总体框架;其次,对系统搭建过程和仿真过程中的关键技术进行阐述;再者,对国军标中维修性定量参数估计模型进行改进,构建适用于复杂装备的虚拟仿真MTTR估计模型;最后,在验证系统中对某型车辆传动装置进行MTTR虚拟仿真试验,并运用MTTR估计模型进行MTTR验证;对比得到,通过虚拟仿真试验得到的验证结果与实车试验数据得到的结果基本一致,具有较高的可信性;该方法为在产品研制设计阶段并行维修性定量指标的验证工作提供了非常重要的参考价值。     

房间空调器用R290旋转压缩机的研究

自然工质R290具有优良的热物理性能,且理论制冷循环性能与R22工质相近,是R22的较佳替代工质,适用于房间空调器。文中建立了R290旋转压缩机性能仿真模型,分析了润滑油对R290压缩机的影响,并采用CFD及CAE仿真工具对压缩机的排气通道进行了优化。样机试验验证了仿真模型的合理性。     

基于HLA和VEGA的海基靶场半实物视景仿真系统研究

为了在导弹试验任务中给指挥员提供决策支持,设计了一种基于HLA和VEGA的海基靶场半实物视景仿真系统。将三轴飞行转台、目标模拟器、负载模拟器等实物接入仿真系统,采用高层体系结构规范构建仿真系统的联邦架构,设计了联邦对象模型,建立了关键联邦成员的数学模型,解决了反射内存网与HLA的时间推进冲突问题,有效提高了仿真系统数据传输的实时性。采用Multigen-Creator软件建立了各个仿真实体的3D模型,利用Vega软件实现模型的渲染、场景驱动、声音仿真等。通过系统测试,结果表明：该视景仿真系统能够实时驱动各个仿真实体运行,视景画面流畅,图像刷新速率达到30帧/秒以上,满足系统实时性要求。     

半实物仿真中试验总控软件的设计与实现

试验总控软件是应用于半实物仿真中对参试系统进行管理和控制的一种软件,它可以对半实物仿真中的参试系统进行配置,实现对整个试验仿真的管理和监控。解析各参试系统的数据交互协议是试验总控软件对参试系统进行监控和管理的关键功能。通常试验总控软件解析功能代码完全按照各参试系统数据交互协议开发,这样一旦数据交互协议发生更改,解析功能代码需要根据新协议重新开发导致软件重复开发,影响软件开发效率和通用性。为了解决这个问题,文中提出一种试验总控软件设计框架并采用动态解析数据帧技术将解析代码与数据交互协议隔离,不仅提高软件通用性,同时缩短半实物仿真开发周期,减少人力财力开支。     

滑翔弹一体化实时半实物仿真平台设计

针对滑翔弹飞行控制系统半实物仿真平台研制中的两个关键问题—仿真实时性与一体化建模,建立了一套基于Windows操作系统的半实物仿真平台,开展了在较低成本的工业控制计算机上实现高效、实时的飞控系统半实物仿真研究。文中采取了Real Time Extension(RTX)插件扩展系统实时性的方案,既满足了仿真平台1ms精确定时的要求,又大幅降低仿真平台的成本;结合Simulink软件高效、安全的基于模型设计的解决方案,建立了扩展实时Windows系统下自动生成代码与手工代码混合编程的方法,重点解决了一体化建模方案在实时平台中的集成问题,并进行了仿真平台实时性能测试。最后完成了发射高度为海拔4 800 m,初始速度为202 m/s以及不同误差组合条件下的滑翔弹半实物仿真试验,整个飞行过程中侧滑角都稳定在-3度与3度之间,满足飞控系统稳定裕度要求。     

末敏弹室内半实物仿真系统设计(英文)

设计了末敏弹红外敏感器室内半实物仿真系统,研究了末敏弹在攻击目标过程中的姿态控制以及对目标的识别率.系统采用半实物仿真技术,利用Multi-Gen Creator软件生成战场环境中所需要的场景和目标的三维可见光模型,并附上相应红外纹理.通过虚拟视场样机模拟生成红外敏感器扫描视场所产生的场景的红外数字信号.将末敏弹的探测系统——红外敏感器作为实体引入到仿真系统中参与试验,并和其它物理模型、数学模型构成闭合回路,完成了末敏弹的实时仿真功能.仿真结果表明,红外敏感器能够对目标进行完全识别,并具有误检率和漏检率低的优点.     

欧洲过渡性试验飞行器(IXV)电气总体架构设计

为飞行器设计一个合适可靠的电气系统是飞行器总体设计中的一项重要工作。IXV是一款欧洲重复使用运载器技术验证平台,并在2015年2月11日成功进行了飞行演示验证。在电气设计上,为降低成本并满足研制进度要求,IXV最大限度使用货架产品和经过飞行试验验证的产品进行系统设计,减少研发工作量。针对项目任务特点,甚少采用冗余特别是设备级冗余进行系统设计,只是在关键的供电电源和器上数据存储设备上进行了冗余设计;打破传统系统划分,设计统一的数据处理系统,集导航、控制、数据采集和处理为一体。整个电气系统以1553B总线、串口及以太网为基础进行接口设计,用以支持整个系统的数据交互并简化器地接口。IXV通过飞行试验验证了这些设计思路和方法的正确性与合理性。     

飞行仿真转台的软件控制系统设计

飞行仿真转台作为航空、航天领域中进行半实物仿真和测试的关键设备,在飞行器的研制过程中起着非常关键的作用。以五轴飞行仿真转台为研究对象,介绍了系统的软硬件平台设计体系,然后根据软件控制系统的基本原则,采用模块化设计,以通用性、安全性为出发点,采用面向对象的程序设计思想,分别从模式选择、实时显示、数据保存、精度补偿、状态监控、安全保护和网络通讯等7个方面阐述了其设计思想。该系统经过实际的联机测试和控制实验,证明稳定可靠,界面友好,达到了理想的效果。     

高速空间激光通信系统在空天信息网中的应用

 针对高速空间激光通信系统应用时面临的主要问题：节点高速运动的跟踪瞄准和与组网载荷协同工作,提出将高速空间激光通信系统作为节点主要通信载荷的双通信载荷结构,并设计了高速空间激光通信系统与组网载荷协同工作机制和协议模型,依据协议模型进行了原理样机开发与试验。试验结果表明,提出的协同工作机制与协议模型能很好地适用于高速空间激光系统,支持超高速率数据传输,最高MAC层协议数据速率可达1.772 Gb/s,平均处理时延20 μs。     

基于STM32和AD5933的多通道阻抗测量仪的设计与实现

针对目前传统使用的阻抗测量仪通道少、精度低、操作复杂等诸多缺点,研制了一款测量阻抗范围0~10MΩ、支持USB总线的全自动多通道阻抗测量仪;系统采用STM32F103C8T6处理器为控制核心,高精度阻抗转换芯片AD5933为测量核心,通过上位机设置AD5933配置参数即可完成多通道的单频、多频自动化测量,阻抗数据经USB总线传输至上位机存储及图形方式显示;结果表明该测量仪电路集成度高,操作简单,而且测量相对误差小于1%,性能稳定可靠。