飞机机电系统PHM技术方案研究

针对目前飞机PHM系统难以精确设计的技术瓶颈,并为了满足提高飞机故障诊断与健康管理技术能力的目标要求,本文在大量调研并参考国内外飞机PHM系统设计经验的基础上,结合国内针对PHM设计的特殊背景,通过对飞机机电系统进行了深入分析与研究,提出了一种针对飞机机电系统PHM总体方案架构思想。文章给出了机电系统PHM区域管理器结构的设计思路及机电系统PHM区域管理器设计,开展机电系统aFMECA分析,明确了该系统设计的指导思想、功能和组成,并着重论述了各主要功能模块的设计方案,最后形成了飞机机电系统PHM技术方案,对于促进国内PHM技术的发展具有重要作用,同时也为其他武器装备的PHM技术的研究具有一定的指导作用。     

机电控制技术实验系统开发

为了充分利用原有机电控制技术试验台,满足机电控制技术课程实践教学的需要,并为先进控制系统研究提供实验平台,改造了原有的机电控制综合实验装置。该装置以电机为实验对象,增加实验对象加载装置,用VC++编写了控制界面,通过PC及PLC两级控制,完成电机特性测试、机电传动系统控制等实验内容。经使用表明,该套实验装置操作简单、开放性好、实战性强。通过本实验台,可提高学生动手能力,完成了工程实践能力的培养。     

机载机电公共设备自动化测试技术研究

为研究机载机电公共设备装机后的电缆导通特性、配电功率装置供电功能、传感器性能、综合管理计算机与其它相关系统通信状态的自动化测试技术,设计了一套地面测试用途的测试系统。首先明确了测试对象和测试项目,而后设计了硬件测试环境及其与机载设备交联的电缆,基于LabWindows/CVI开发了软件测试程序,将硬件与软件集成并测试,最后进行了应用。结果表明,设计的测试系统能够对机电公共设备进行全面自动化测试,准确给出测试结果并生成报告,具有应用推广价值。     

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。     

基于Flowmaster的飞机燃油供油系统仿真研究

飞机燃油系统作为飞机不可或缺的功能和保障系统,对飞机的安全性有着重大的影响。针对飞机燃油供油系统的故障诊断问题,利用流体仿真软件Flowmaster建立了供油系统模型。仿真了飞机燃油系统增压泵供油、交输供油、重力供油的工作情况。分析了飞机燃油供油系统的故障模式,仿真了在几种典型故障模型下的工作情况,并对仿真结果进行了分析。结果表明利用Flowmaster所建立的供油系统模型能有效地仿真飞机燃油系统正常与故障工作情况,为飞机燃油系统的故障诊断打下了基础。     

基于支持向量机的图像飞机目标自动识别算法研究

为了能够快速、准确地识别飞机目标,文章给出了一种基于支持向量机的飞机目标自动识别方法;采用Touzi边缘提取,得到目标形状参数的几何特征,Hu不变矩等16个特征矢量作为SVM的训练样本,通过SVM训练得到飞机目标识别模型,从而完成飞机目标的自动识别;试验结果显示,该算法对不同尺度和模糊程度的飞机目标的识别度可达99%; 该算法减少了样本训练时间,在提高识别准确率的同时降低了算法的复杂度,具有识别度高、识别速度快的特点,可用于飞机目标的快速识别。     

基于T-S模糊神经网络的飞机防滑刹车系统研究

航空业的发展对飞机防滑刹车系统提出了更高的要求,而传统PID+PBM控制器存在着低速打滑、刹车效率较低等问题;针对刹车过程中的不确定性和非线性问题,提出采用T-S模糊神经网络来进行防滑刹车控制器设计;在MATLAB/SIMULINK平台建立飞机刹车总体仿真模型,将设计的控制器与传统控制器进行对比仿真试验;仿真结果表明,基于T-S模糊神经网络的控制器解决了传统PID+PBM系统存在的问题,具有良好的控制效果,系统具有鲁棒性,能够适应变化的跑道情况,为飞机防滑刹车控制提供了一种新的方法。     

现代飞机测试性详细设计方法研究

测试性详细设计是现代飞机顶层测试性设计的后续工作,根据现有飞机设计体系的构成,分飞机级、系统级、机载设备级3个层次论述了飞机测试性详细设计的方法;从综合诊断设计、故障信息显示以及故障告警3个方面阐述了飞机级测试性详细设计的内容;提炼了系统级测试性详细设计工作的组成,针对航电系统给出了通用、典型的测试性详细设计方法-基于模块测试与维护总线的边界扫描技术;详细论述了成品测试性详细设计,即BIT设计的准则及具体内容;论文的工作紧密结合在研型号的实际需求,有很好的工程实用价值。     

基于遗传算法的多UCAV动态任务分配研究

为了使多无人作战飞机在复杂多变的动态战场环境下协同性、实时性更优,文章针对多无人作战飞机动态任务分配问题建立了一种扩展的多目标整数规划模型,同时设计了基于模糊集隶属度的混合重调度方法,并采用遗传算法进行求解;对无人作战飞机失效和出现新目标两种动态情况进行仿真实验,与完全重调度进行对比,得到基于模糊集隶属度的混合重调度方法在效率及稳定性方面明显优于完全重调度,说明设计的混合重调度方法及模型在解决多无人作战飞机动态任务分配问题上的有效性。     

飞机维修机械组件拆装过程训练评估模型研究

为了提高飞机维修培训的训练效果及培训效率,解决目前飞机维修培训中机械组件拆装流程复杂,缺少人机交互,导致培训效果不理想、效率低的问题。根据实际任务描述中机械组件拆卸过程各个步骤明确其状态变化和约束条件,采用Grafcet工具建立拆装过程模型;针对事先规定的拆卸各步骤中的权重,建立拆装过程训练评估模型,结合训练实际操作情况,定量地给出一次任务中评价结果。模型能够支持学习、训练、考核等多种模式的训练方式。最后,在维修培训平台中以飞机加油活门拆装过程为例,验证模型的有效性和实用性,并且能够完成信息交互和结果评估。     

基于改进DPSO算法的并行测试任务优化调度研究

并行测试以减少测试时间和降低测试成本的强大优势,已成为当前自动测试系统发展的方向。针对并行自动测试过程中,测试任务调度复杂,难以优化的问题,以PSO算法为基础,通过对问题空间编码的重新定义,并运用交叉、变异算子给出了新的粒子位置的更新公式,提出了一种改进后的DPSO算法。依据并行测试完成时间极限定理,给出了并行测试任务调度的目标函数与约束条件。以某雷达电子装备并行测试系统中三块电路板并行测试为例,对改进的DPSO算法进行了仿真验证,得到了最优调度测试序列。结果表明：与遗传算法相比,改进后的DPSO算法迭代次数更少,寻优性能更好,适用于工程应用。     

基于高斯伪谱法的高超声速飞行器再入制导研究

针对高超声速飞行器再入标准轨迹制导方法中存在的制导准备周期长、弹上需存储标准轨迹参数、制导鲁棒性较差等缺点,本文提出了一种基于高斯伪谱法与滚动时域控制技术相结合的高超声速飞行器再入预测-校正制导方案。其中,在线高斯伪谱法采用纵/侧向、全程一体化的制导算法思路,从而实现了对高超声速飞行器再入弹道的全程预测-校正。同时结合滚动时域控制技术从工程上实现了高超声速飞行器再入制导中对开环制导信息的闭环应用,完成了飞行器预测-校正制导方案。通过对高超声速飞行器再入制导过程进行仿真分析,其结果表明应用本文设计的基于高斯伪谱法与滚动时域控制技术相结合的高超声速飞行器再入预测-校正制导方案,飞行器再入过程中具有良好的制导性能。     

基于DAG任务依赖和Q-Learning蚁群算法的在线网格集群资源调度

网格集群资源调度是一个NP难题,而现有的调度方法通常具有任务调度效率低和负载不均衡的问题,由此设计了一种基于Q-Learning算法和蚁群算法融合的协同依赖型任务调度方法。首先对基于DAG的网格集群协同调度数学模型进行了定义,然后,采用改进的一步TD算法即Q-Learning算法实现集群资源的初始分配,从而得到最优调度方案以及对应的Q值,在此基础上提出一种改进的蚁群算法实现网格集群资源到任务分配的进一步优化,将Q-Learning算法得到的分配方案的Q值用于初始化蚁群路径中的信息素,以避免蚁群的盲目搜索,同时将Q值引入路径概率函数中使得蚂蚁具有启发式的搜索能力,从而获得协同依赖多任务集群调度的最终方案。在Gridsim环境下进行仿真试验,结果表明文中方法能有效地实现网格集群调度,且较其它方法具有任务调度效率高、CPU利用率高和负载均衡的优点,具有较大的优越性。     

物联网技术平台在车间作业调度中的应用

通过物联网的原理和架构,对其关键技术进行研究,构建以物联网关键技术为基础的运营平台;对网络环境下的车间作业调度系统进行分析和研究,结合物联网技术平台,利用平台中的RFID等信息传感设备将采集到的车间底层信息通过无线传感器网络传送到中央信息系统,实现对待加工零件的实时信息采集和识别,进而通过开放式的计算机网络循环结构实现车间底层、管理层和用户层的信息交换和共享;车间现场数据采集的实时化、自动化和可视化使企业信息实现全程"透明"管理,实时监控生产加工过程,为企业在智能生产领域的长远发展提供了重要依据。     

基于依赖型任务和Sarsa(λ)算法的云计算任务调度

针对现有的云计算任务调度算法具有的任务调度时间长和系统负载不均衡的缺点,提出了一种基于依赖型任务和Sarsa(λ)算法结合的依赖型任务调度方法;首先对调度目标模型进行了定义,以最小化调度策略的最晚完成时间作为调度目标,然后将任务调度模型建模为马尔科夫决策过程MDP,在此基础上,基于MDP采用Sarsa算法实现对状态动作值的更新,为了加快算法的收敛速度,在状态动作值更新的过程中加入资格迹,给出了资格迹的更新方式;最后,定义了基于依赖型任务DAG图和Sarsa(λ)的云计算任务调度算法;在Cloudsim环境下进行仿真试验,结果表明文中方法能有效地实现依赖型任务调度,且较其它方法相比,具有任务调度时间短和负载均衡的优点,是一种适合云计算环境的可行任务调度方法。     

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。     

民机运行大数据分析平台整体架构研究

针对日益增长的民用航空巨量数据,借助大数据存储和分析技术,构建民用航空运行大数据分析平台,可更有效支撑快速响应、航材管理、健康管理等各项民机运行业务。结合目前国内外民用航空领域大数据技术的应用现状,梳理民机运行的业务模式及数据类别,设计并构建民用航空大数据分析平台的整体架构。根据目前民用航空运行业务需求,对民用航空大数据平台的硬件平台的管理节点、数据节点的计算能力等功能性能进行设计,并对民用航空大数据平台的轻量级计算、离线数据计算、实时在线数据处理分析等计算需求进行研究,针对不同的计算方式,提供具体解决途径。最后对民机运行大数据分析平台的业务应用集成及接口技术进行研究。分析表明研究成果有助于提高我国民机运行效率,为民用飞机运行大数据平台提供支撑。     

四旋翼无人飞行器实验平台设计及姿态控制研究

为了实现四旋翼无人飞行器姿态的稳定控制并验证控制算法的性能,设计了一种可用于四旋翼无人飞行器姿态控制算法研究及控制性能测试的物理实验平台。首先,利用牛顿-欧拉法建立了四旋翼无人飞行器的六自由度动力学模型;其次,对姿态传感器数据进行融合,利用互补滤波算法实现对四旋翼飞行器姿态进行快速准确解算;然后,在MATLAB环境下搭建了四旋翼飞行器仿真模型,并设计改进的PID控制器对飞行姿态进行了仿真;最后,搭建了一个四旋翼无人飞行器姿态控制的物理实验平台,进行了飞行器姿态控制算法的性能测试。实验结果表明了四旋翼无人飞行器实验平台设计的合理性和正确性,是一种快速有效的飞行器姿态控制算法性能测试实验平台。     

基于GSPN的飞机测试性指标确定方法研究

针对现有的图像分割中自适应分割方法的研究难点,以及传统的模糊阈值分割法中存在窗宽不能自动获取的问题,在确定隶属函数的前提下,以图像的直方图为依据,利用分段计算和反变换的方法,提出了一种自适应模糊阈值的图像分割方法,并将该方法应用于机场目标的分割。该方法实现其窗口宽度的自适应选取,并且有效改善了模糊阈值法对直方图呈不明显双峰的图像分割困难的缺点,拓展了模糊阈值图像分割方法的适用范围,改善了模糊阈值分割方法的分割效果。实验结果表明,该方法对直方图呈单峰和多峰分布的的图像有较好的分割效果和效率。     

面向光子网格任务调度的迭代列表算法

光子网格中任务和通信的联合调度是一个非确定性多项式难题.为了进一步优化调度长度,本文在扩展列表算法的基础上,提出一种迭代列表调度算法.该算法通过扩展列表算法产生一个初始调度序列,并通过迭代的方式不断估计调度过程中子任务之间的通信时间;然后重新计算子任务的权重,调整子任务的调度序列,达到改善调度长度的目的.仿真实验表明,迭代调度算法对于大部分的实例能够有效地减少任务的调度长度,并且更加适用于数据密集型的任务调度.