Φ1米高超声速风洞自主式维修保障系统设计

为了解决Φ1米量级高超声速风洞装备试修矛盾,提高风洞参试效率并拓展风洞技术性能,实现风洞装备管理信息化和过程质量控制精细化,满足国家高超声速武器装备和航天飞行器研制中地面试验的需求,提出了建设Φ1米量级高超声速风洞自主式维修保障系统。文章分析了风洞的设备组成、运行方式、试验任务特点以及风洞装备维修保障的现状,按照“增强的基于状态维修”的装备保障新模式,进行了系统设计架构,明确了硬件系统组成和软件各模块的功能。对风洞装备故障模式分析、基于振动特性分析的诊断和测试技术、基于应变特性分析的诊断和测试技术等关键性问题进行了实验探索与验证。     

基于PHM的舰艇装备视情维修技术研究

针对PHM技术在舰艇装备视情维修中的应用需求,在分析剩余寿命预测机理的基础上,为解决舰艇装备历史数据少、状态变化普遍表现为非线性等难题,建立基于粒子滤波的多步剩余寿命预测模型,通过仿真表明：随着时间的推移剩余寿命PDF图变狭窄,剩余寿命预测误差逐渐降低,证明了预测方法的有效性。在此基础上,考虑装备维修费用最低为目标,建立以费用最低为目标的预防性维修时间确定模型,使得单位时间内的平均维修费用最低,并通过采用建立的基于粒子滤波的多步剩余寿命预测模型,最终确定了最优预防性维修时间,为装备保障人员拟订精确维修保障计划提供依据,也为舰艇装备开展视情维修奠定基础。     

基于UML的战时装备维修保障行动建模研究

针对战时装备维修保障行动建模仿真与优化分析对军事概念模型的需求,提出了一种面向保障力量运用的战时装备维修保障行动概念建模方法,分别从保障指挥行动和保障分队行动两个方面,运用统一建模语言,将组织结构静态建模与行为过程动态建模相结合,构建了战时装备维修保障行动概念模型体系,为下一步开展仿真实验分析奠定了军事概念模型基础。     

面向LRM体系的测试性验证指标体系研究

针对现有测试性验证试验指标体系与外场可更换模块体系下装备的测试性验证需求不够匹配的问题,提出了面向LRM的测试性验证试验指标体系。首先,针对外场可更换模块体系引起的装备两级维修保障体制变革,分析了该体系下的测试性验证需求;然后从LRM体系装备测试性设计特点和两级维修保障体制的任务目标出发,构建了测试性验证指标评估体系;最后,建立了Topsis优化的基于该指标体系的模糊层次评估模型,实现了测试性综合评估。实例分析表明,该指标体系简便且有效,为面向LRM体系的装备测试性验证提供了思路。     

无人机PHM系统体系结构设计研究

针对状态预测与健康管理(PHM)技术在无人机领域的应用需求,本文参考国内外PHM技术研究成果和应用经验,结合我国无人机保障现状,分析了无人机PHM系统的功能需求,研究设计了无人机PHM系统的体系结构,并详细介绍了该系统的工作流程,为无人机综合保障水平的提高提供了有益指导和参考。     

数字化部队装备维修保障任务分配与调度框架研究

针对数字化部队装备维修保障需求,提出装备维修保障任务分配与调度问题,并分析问题特点与研究定位。基于霍尔三维结构,从要素维、逻辑维和知识维三个方面构建装备维修保障任务分配与调度的体系结构,并且在此基础上对装备维修保障任务分配与调度的组成要素、实施程序和技术方法进行系统分析。最后,对研究要点进行初步分析。     

工业危害气体泄漏安全监护系统设计

针对基层保障人员装备保障过程中复杂故障诊断困难的问题,基于以网络为中心的架构和标准化诊断和维修信息描述,构建了一种装备现场级综合诊断系统。该系统利用便携式自动测试设备和远程技术支持系统灵活组织多种分布资源,通过网络把故障诊断的相关信息与专家知识提供给现场的保障人员,可以为保障现场解决装备复杂故障问题提供直接的、实时的、工程化的支持。     

面向复杂装备的信息融合式健康监测分析研究

为解决当前复杂装备维修维护与状态监测所面临的问题,提出面向复杂装备的信息融合式健康监测;对复杂装备健康监测需求进行研究,明确针对复杂装备开展健康监测研究的意义;完成装备健康监测概念辨析,明确将信息融合技术引入复杂装备健康监测的意义;对信息融合技术国内外研究现状进行分析,针对信息融合技术的数据级、特征级及决策级,对各层级典型信息融合算法进行概要分析;论文研究为后续进一步深入开展复杂装备信息融合式健康监测研究奠定了良好基础。     

基于InTouch的风洞自主式维修保障系统监控软件设计

信息技术的发展促进了组态软件的成熟与完善,在工业控制、轨道交通、水电供给乃至武器装备运行控制等领域得到广泛应用。为了配合风洞自主式维修保障系统,提升风洞的维修保障能力与实时的在线监测能力,通过InTouch组态软件设计并应用了可靠、稳定的数据接口;搭建了运行流畅、信息丰富、实时性好的监控软件;为风洞提供了良好的装备状态监测平台。其满足风洞自主式维修保障系统对信息监控及表达的一体化、自动化和可视化的要求,并成功应用在某型风洞中。     

基于改进模糊聚类法的维修专业设置方法研究

针对当前数字化部队存在维修保障专业冗余、维修人员闲置、维修保障资源使用冲突的问题,对功能相似的维修专业进行合并重组提高维修保障效率。在现有基于装备功能组成的维修专业设置的基础上,运用改进的模糊聚类法对现行二级维修专业进行分类聚合,构建基于装备技术构成的维修专业设置模型。该模型对功能相似的冗余维修专业进行合并,可以减少维修专业冗余和维修人员的闲置,避免维修保障资源使用的冲突,为数字化部队维修专业设置提供可行方案。     

高空无人机自动加油对接过程轨迹控制研究

针对无人机在高空自动加油对接过程中容易出现偏差的问题,提出了无人机空中自动加油精准对接的优化控制方案,研究并分析了影响加油锥管与受油接口快速准确对接的主要因素,通过运动轨迹生成器对浮锚加油锥套的运动轨迹进行模拟,无人机的自动飞行控制系统根据轨迹跟踪曲线对无人机的飞行姿态进行调整,引导无人机的受油接口与加油锥管进行精确对接,整个飞行轨迹跟踪控制过程优化了复杂高空环境中无人机加油对接的精准性。通过仿真实验表明,本高空无人机加油对接引导方法提高了空中管口对接的速度与抗干扰能力,可以满足各种复杂高空环境的无人机加油任务。     

基于LED-89C52的无人机动态信号采集处理系统设计

无人机动态信号采集与处理,是对无人机控制的关键。设计并实现了一种基于LED-89C52的无人机动态信号采集与处理系统,该系统以89C52单片机为核心,使用高质量的信号采集终端模块以及信号处理调理模块增强检测精度,提高无人机大气信号检测的动态性能,系统的硬件设计,主要包括89C52单片机、信号采集终端、信号处理板模块、信号调理模块以及传感器信号放大与A/D转换模块和显示译码驱动模块、LED数码管显示模块等,给出了系统实现动态信号采集与处理的流程图以及程序代码,实现无人机中动态信号有效采集与处理。实验结果表明,所提系统可准确获取无人机中动态信号,完成信号的有效处理,具有较高的准确率,应用前景阔。     

低空无人机航空摄影高度自动测量方法研究

为提高产品外观质量的检测精度和实时性,提出一种基于特征融合的多尺度滑动窗口机器视觉检测方法。在训练阶段,首先提取图像的HOG特征和Lab颜色特征,并采用典型相关分析法(CCA)进行特征融合。接下来,采用支持向量机(SVM)对融合的特征进行训练,生成分类器。在检测阶段,产品外观不同区域对精度的要求不同,为提高检测效率,生成不同尺度的滑动窗口,在每个窗口中都进行图像的特征提取与特征融合。最后,对采集的图像序列进行匹配,实现产品外观划痕的实时检测。实验中,选取不同的特征提取方法进行对比,并分别生成大小不同的滑动窗口,通过分析实验结果,结合检测时间与精度,确定各个区域的窗口尺度。实验表明,与传统的检测方法相比,所提方法在检测精度和实时性上具有显著提高。     

视觉技术辅助的无人机自主着陆组合导航研究

为提高无人机自主着陆过程中导航系统的自主性与精确性,设计了一种视觉辅助惯导组合导航方法。该方法以惯导误差方程为过程方程,以着陆过程中单目摄像机2个时刻所得地面特征点投影之间的双视图几何约束为量测方程,构建了非线性滤波器;利用SR-UKF方法实现了惯导误差估计,提高算法效率的同时有效地避免了UKF中由于矩阵开方运算导致的滤波失效;最后根据估计结果校正了惯导导航数据。仿真结果表明:该方法能够提高导航系统精度,使误差降低到惯导系统的8%左右。     

远程采集模糊无人机图像的特征识别方法研究

地面对空中无人机的视觉识别中,由于无人机的飞行速度、角度呈现非线性变化。使得采集的疑似图像存在特征模糊、衰退等问题,传统的模式识别方法无法提取无人机图像的主要特征,极大程度上降低了图像的识别概率。提出一种引入球面谐波基图像特征细分的无人机识别算法,建立球面谐波基图像识别模型,利用无人机图像的球面谐波基图像近似率,对模糊图像的差异特征进行依次识别。实验结果表明,利用改进算法建立的模糊无人机图像差异特征识别模型,具有一定的优越性,提高了无人机识别的准确率。     

无人机光电对抗技术研究

无人机以其机动性强、高效费比、无人化等独特优势搭载光电对抗系统应用于无人化电子战,夺取战场主动权,是目前光电对抗发展的热点。分析光电侦察告警、电子压制与干扰、光电隐身等光电对抗技术在无人机平台的应用,重点从小型化、轻型化、标准化等方面论述无人机平台光电技术发展的趋势,展望了无人机蜂群技术,以及智能化光电对抗体系在未来复杂战争环境中,发挥光电对抗作战效用的前景。     

多无人机协同的稳定控制机理研究

多无人机协同系统的过度扩散会引起协同失效, 对系统进行规模控制是解决该问题的一种潜在方法. 首先抽象出多无人机协同搜索系统的宏观运动特征, 进而建立平台的运动方程, 然后通过构造合适的李雅普诺夫函数, 获得该系统的稳定控制规律及其控制参数. 仿真结果表明: 1)本文所提的稳定控制机制不仅能够使多无人机系统实现有效的协同, 还能确保系统的稳定性; 2)在系统稳定时, 通过调整相关控制参数可以有效地控制系统规模. 关键词： 无人机 协同系统 稳定控制     

系留升空平台光电探测目标的坐标转换误差分析

系留升空平台的目标定位技术在军民领域中具有广泛的应用，定位精度的高低已成为评价无人机、系留升空平台综合性能的一项重要指标。开展了无人升空平台光电探测系统的精度测试研究，对目标高精度定位误差进行分析，推导出光电探测系统误差转换模型，对误差转换坐标进行仿真验证。运用蒙特卡罗思想, 综合分析了升空载荷光电探测系统中各误差参数对定位精度的影响，提出了提高目标高精度定位精度的改进方法，为无人升空平台光电吊舱的目标定位精度、光电吊舱的高精密设计提供了理论基础。     

三余度飞行控制计算机FlexRay节点通信设计

飞行控制计算机是飞行控制系统的核心组成部分,为进一步提高中小型无人机的安全可靠性,采用了软、硬件结合的三余度管理技术。首先采用模块化的设计思想,设计了系统三余度飞行控制计算机的硬件架构,包括串口、开关量、模拟量、CAN和FlexRay总线以及外扩SRAM等硬件资源;然后设计余度管理策略,该部分提出了软件表决和硬件仲裁两级余度管理思想;此外,为克服传统CAN总线负载量和通信速率等方面的不足,引入了FlexRay总线通信技术,并详细分析了总线通信数据流,设计了基于FlexRay的总线通信机制;最后进行半物理仿真实验,验证FlexRay总线通信功能,验证结果表明设计方案合理可行。设计的三余度飞行控制计算机硬件集成性高且易扩展升级,FlexRay总线通信功能也满足设计需求,具有很高的应用价值。     

多核DSP在无人平台探测声纳中的应用研究

在信息技术日益成熟的今天,无人平台在军事和民用领域都扮演着越来越重要的角色。水下无人航行器探测已经成为水声领域重要前沿研究方向,高速运算处理能力更是整个系统的核心。本文以多核DSP作为处理核心,提出了一个水下无人平台探测声呐架构。首先对多核DSP性能做了基本介绍,并以几种基本运算和经典波束形成算法作为例子进行了说明,通过性能测试证明了这一架构适用于水下无人平台的实时信号处理。这一多核DSP架构的设计和应用在水声领域中具有一定实用价值。