基于贝叶斯决策的电传飞控系统状态监测与健康管理

针对飞控系统早期故障信号的微弱性和不易检测性,提出了一种基于贝叶斯决策的飞控系统状态监测和健康管理新算法;采用最大似然估计法对故障特征向量概率密度函数进行参数估计,监测飞控系统故障特征概率密度分布相对于正常状态的偏离,将不易检测的故障信号转化为容易观测到的偏离信息,实现飞控系统状态的健康评估;以某型电液伺服作动器为例,采用上述方法对其进行状态监测和健康管理,仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。     

基于风洞的设备健康管理与数据有效性判定平台研究

低速增压风洞是满足我国航空工业科技发展而建设的一座气动力重大基础试验设施。为了保障该设施的高效率和可靠地运行,以各机电设备、电气测控设备、机械装置为对象,根据其故障模式和故障特点选取合适的监测点,获取实时工作状态数据,再以数据为基础,进行状态监测、故障诊断、故障预测,实现预先性决策和针对性快速维修。基于OSA-CBM 体系构建的风洞健康管理系统,根据设备的运行状态,实现对试验数据的有效性进行实时判定,并实现了风洞装备由事后维修向视情维修转变;实现了装备从使用、维护、管理模式由分散式管理向集约式管理的转变;实现了装备系统故障诊、预测及判读从人工智能向机器智能的转变。     

基于PHM的电力中间件故障预警技术研究

提出一种面向中间件的故障预测与健康管理模型,将当前电力信息系统中中间件的运维工作,从传统的事后排查转变为故障预判和智能预警。依据故障预测与健康管理(PHM)技术,以灰色-马尔科夫为核心预测算法,结合时间切片管理和动态置信阈值技术,设计并实现了面向中间件业务的故障监控和预警系统。以湖北省电力公司构建的智能化运维管理平台上的应用为实例,实践证明了该方案的可行性和有效性。     

PHM模型的工程化验证方法研究

模型验证技术在故障预测与健康管理(PHM)系统研制中受到高度重视,特别是如何将验证方法在具体的工程应用中体现规范性、系统性、通用性和实用性,已成为亟待解决的技术问题;在分析国内外相关研究现状的基础上,对PHM模型验证方法进行了系统深入的研究,阐述了故障数据获取方法和故障诊断和预测性能指标体系,并以机载诊断模型为例,对PHM模型验证流程作了详细介绍;最后,将此方法应用到了PHM验证平台的设计、开发和具体实现中,充分体现了PHM模型验证方法的工程化特点。     

航空机电作动器健康管理验证系统研究

针对健康管理智能算法与推理模型性能的验证与评估需求,设计了一种航空机电作动器健康管理验证系统;通过分析航空机电作动器的故障机理,提出了电机、控制器、齿轮减速器的数学建模方法和对应的主要失效模式的故障注入方法,设计了验证系统硬件平台、基于组件模式的通用软件运行环境及支持实时显示功能的验证与评估模块;仿真结果表明,该平台能够支持各种健康管理算法与系统模型的加载和调用,并能够实现验证与评估信息的在线显示。     

BGA封装FPGA焊点失效故障诊断系统设计

针对BGA(Ball Grid Array)封装FPGA(Field Programmable Gate Array)焊接点连接失效的故障诊断问题,提出了一种故障检测系统设计方案;该方案分别从焊点级、芯片级和系统级故障诊断3个层次构建故障检测系统;方案基于Altera公司的DE2硬件平台构建单个焊点健康信息提取IP核;针对芯片焊点众多,难以全部监控的问题采用Canary故障检测法监测4个角落的敏感焊点的健康信息;敏感焊点的健康信息经菊花链式通信链路实现了不同FPGA芯片之间的信息互联,完成整个系统的焊点健康信息整合。     

一种新型无人机机载计算机同步策略研究

机载计算机是无人机的核心部件,其可靠性高低直接决定了系统的安全。余度技术作为机载计算机可靠性设计的一项重要手段,对提高系统的应变能力,实现故障隐蔽以消除故障,改善系统性能有十分重要的作用。但是在余度技术中不同通道之间会存在一定的时钟误差,如果不进行处理将会使其无法达到无缝切换,从而影响系统的安全。在对机载计算机内部通道间不同步的原因进行详细分析的基础上,提出了一种软、硬件相结合的同步算法,并以三余度机载计算机为例进行了实际测试。测试结果证明该策略实现简单、同步效果好,异步度完全满足系统要求且付出的软、硬件代价小,显著提高了全系统的可靠性及可维护性。     

机载视觉探测与目标定位系统设计与实现

为了解决GPS(Global Position System)定位精度不够高,无法满足无人机完成货物搬运任务的问题,设计并实现了一种以TMS320DM6437为平台的机载视觉探测与目标定位系统,由机载子系统和地面监视子系统组成。机载视觉信息处理子系统利用圆的几何特性改进了经典的Hough变换圆检测算法,在保证精度的同时大大降低了计算量,提高了算法运行效率。同时设计并实现了区分多个相同目标的方案与算法,其冗余机制增强了方案的可靠性。最后搭建了静目标定位测试平台和动目标定位跟踪机载测试系统,验证了系统的可靠性、鲁棒性、实时性和探测精度。     

基于PHM的复杂机电系统健康管理技术研究

随着社会生产力的快速发展,复杂机电系统作为工业自动化领域重要组成之一,智能化、自动化程度越来越高,也对维修保障能力提出了更高要求。目前我国大多数复杂机电系统仍然以定期维修和故障维修为主,维修技术已经显著落后于设备发展水平。本文基于故障预测与健康管理技术,在剖析复杂机电系统常见故障模式的基础上,研究了复杂机电系统健康管理系统的层次架构、功能组成、技术途径,为视情维修保障模式在复杂机电系统中的应用方式方法进行了有益探索。     

基于LSSVM的电子装备故障预测研究

针对电子装备的故障信息不足,故障发生率高等特点,通过故障预测有效的监测设备故障状态以及发展趋势,实现对设备的事先维修,避免重大事故的发生,提高电子设备的安全性。对电子装备故障预测进行了分析,提出了一种基于最小二乘支持向量机（LSSVM）的故障预测方法。首先介绍了LSSVM故障预测算法的基本原理和预测流程;然后,对整个电子装备的故障预测研究可以从一个类似的模拟带通滤波器电路故障预测研究出发,将该元件容差设为不同范围来定义电路的不同故障状态,将LSSVM方法与最小二乘法、支持向量机法对电路的不同状态进行预测,可以得到不同状态的预测值,研究结果表明提出的方法能够实现模拟电路的缓变故障预测,且预测效果较好。     

基于主模型的协同设计软件架构技术研究

基于统一数据源的协同设计理念,结合运载火箭总体设计与数据模型特点,通过定义基础信息模型、概念模型、参数模型、外部定义模型四种数据模型,提出了针对运载火箭产品的通用主模型构建方法,并搭建了基于主模型的协同设计软件系统整体架构,此架构包含主模型管理系统、主模型建模工具及应用客户端三部分,能实现多专业协同设计过程中数据与版本的统一管理、技术状态一致性分析、谱系追踪、数据展示与应用等功能,为运载火箭的总体协同设计提供工具支撑。     

可重复使用飞行器热走廊物理建模研究

对再入热走廊的物理含义进行了定义分析,为使防热层温度不超过热防护系统所允许使用的极限温度,可重复使用飞行器的飞行轨道必须在再入走廊热之内。建立了可重复使用飞行器再入热走廊的物理模型,给出该物理模型下热走廊的控制方程和求解方法。通过对航天飞机轨道器典型位置的再入热走廊与传统方法的验证分析,说明本文建立的可重复使用飞行器再入热走廊物理模型和求解方法是正确的,同时探讨了表面材料承受温度和发射系数对热走廊的影响规律。     

运载火箭多表冗余捷联惯组的故障诊断与决策

为了提高运载火箭惯导系统的可靠性,介绍了一种多表冗余捷联惯性测量组合的故障诊断和冗余信息重构技术,对陀螺仪和加速度计信息采取三取二的冗余、诊断的管理策略,将故障定位到具体惯组的某个敏感轴,对故障惯组隔离后进行信息重构,实现故障情况下的导航信息的正常输出,增强了运载火箭对惯组故障的适应能力。     

基于CAN总线的运梁车分布式控制系统的研制

应用于高铁PC梁运载的运梁车是SPMT特定用途的一种,其电气液压控制系统复杂,传感器及液压执行机构种类及数量多;基于CAN总线的分布式控制系统架构,将控制系统设计成多个控制模块,采用CAN总线作为系统中各单元之间交换信息的通道,给系统设计和布线带来了极大地便利;文章从硬件和软件设计进行阐述,从动力控制、转向控制、行走控制、悬挂及支腿控制等,逐步介绍运梁车控制系统的研制过程和控制系统结构组成;在参考以往运梁车设计的优缺点基础上,采用了最先进的传感器对运梁车进行了全方位的监控和精确的控制;分析了研制过程碰到的重难点问题及解决办法,为同类自行式模块运输车(SPMT)控制系统的设计提供了一定的参考;研制成功的控制系统安装于公司生产的HJY550运梁车上经过调试及试运转,控制精确、各项功能均达到设计要求,系统运行稳定、安全可靠。     

运载火箭多学科概念设计软件构建技术研究

为了满足新型运载火箭“通用化、组合化、系列化”的设计要求,同时朝着降本增效的方向发展,需要研究多专业一体化设计方法。通过梳理概念设计时总体、气动、弹道、姿控各专业的工程算法,结合MDO理论与层次式模型管理的软件架构方法,提出了面向运载火箭概念设计的多学科集成优化软件构建技术,包括专业模型、CAD模型、仿真模型、优化模型、迭代模型等在内的8类软件模型的定义与有效管理,并形成专业计算与分析软件。此软件可实现火箭芯级、助推器、稳定翼面等总体外形的参数化设计,三维图像的展示与编辑,基于部件组合法的气动工程计算与性能分析,质量特性计算,动力系统选型及弹道计算与分析,优化设计等功能。通过此软件构建技术的研究与功能实现,为运载火箭概念设计过程的多学科集成优化设计提供了工具支撑。     

基于ARM920T的嵌入式远程及时通信系统设计

目前随着交通复杂程度的不断增大,当前的交通通信系统无法满足车辆间远程、及时通信的要求,降低了行车安全性。为此,设计一种基于基于ARM920T的嵌入式远程及时通信系统,介绍了系统需实现的功能,以ARM920T芯片为核心,利用通信管理机完成数据交换,结合嵌入式系统平台完成系统硬件设计。基于ARM920T的车辆通信子系统通过车辆通信对车辆的行驶进行及时的路线跟踪、碰撞提醒,状态监测以及历史轨迹显示回放。对通信子系统进行设计,子系统分别为车辆定位系统以及车辆调度系统,构建车辆通信模型,进一步实现车辆精准远程通信,并结合蚁群算法对车辆通信模型进行求解。实验结果表明,所设计通信系统不仅通信精度高,而且成本较低,实时性优。     

基于公钥基础设施的Hadoop安全机制设计

为了满足运载火箭遥测系统集成验证的测试需求,同时提升测试设备的通用性,降低测试设备的研制成本,本文采用面向信号的设计思想,设计了一种简洁高效的遥测系统自动化测试平台。该测试平台基于PXI总线开发,通过采取多路复用开关与输入输出模块相结合的设计思路,可实现多参数的巡检测试及同时测试,使测试平台具有较好的通用性和灵活性,在硬件设备不做更改的前提下可适用于多型运载火箭的测试需求,同时研制成本大幅降低;通过接收解析箭上遥测数据,测试过程无需人工干预,实现了自动化测试与自动化判读。通过试验验证,该测试平台工作稳定,能较好的满足多型运载火箭遥测系统集成验证测试需求,同时该平台的设计方法为同类测试系统的设计提供了一种思路。     

一种用于运载器控制系统测试需求分析的工程化模型

针对现有的运载器控制系统模型不便于进行运载器控制系统测试需求分析的问题,综合运载器控制系统理论模型和实际的运载器控制系统,提出了一种用于运载器控制系统测试需求分析的工程化模型;验证结果表明,通过工程化模型得出的测试需求和目前实际产品的同层次测试项目基本是一致,改进模型是可用的、有效的。     

个人健康管理系统数据库的设计与实现

个人健康管理系统能够帮助人们获得大量有价值的健康信息,为了实现一款安全、高效的个人健康管理系统,在充分考虑用户实际需求的前提下,对该系统数据库进行了设计与实现。首先对系统数据库进行了全面的需求分析,然后进行概念结构设计,形成实体联系(E-R)图,并将(E-R)图进行逻辑结构的转换,根据三范式的要求形成数据关系表,同时,在设计过程中通过牺牲一定存储空间的反范式操作,来换取更加快速的查询速度。通过上述方法,最终设计并实现了一款个人健康信息数据库。该数据库能够满足个人健康管理系统的实际开发需求,并且保证系统的查询运行效率,让用户能够更加方便,快捷的使用该系统对健康数据进行管理,达到帮助用户获得更多、更有价值的健康信息的目的。     

运载火箭一体化测发系统的并行测试研究

现役运载火箭一体化测发系统的单任务测试模式,已无法满足运载火箭的高密度、快速测发的需求。通过控制软件多线程设计实现多任务控制的并行处理;使用分布式执行终端,同步完成并行测试功能。设计具有包含多任务信息的通讯协议,实现并行测试信息的网络传输。利用软件的共享缓存技术实现多任务之间的信息交互。在信息传输中通过字节流模式进行先进先出的实时通信,保证了运载火箭测发的实时性。通过对一体化测发系统的并行测试研究,可实现一套测发控系统对箭上多个子系统同时进行测试。 并行测试技术的研究利用了计算机系统并行处理能力,通过测发软件的并行设计,实现可由用户控制的多任务并行测试系统,提高了运载火箭的测试效率和节省测试费用,是解决运载火箭高密度、低成本发射的一种技术途径。