关于SpaceWire总线接口可靠性的研究

为满足航天器有效载荷间高速数据传输的发展需求,提出了两种SpaceWire总线可靠性的改进方案;在SpaceWire总线描述的基础上,分析了字符的正确性校验和传输过程中的错误及检测恢复机制等提高可靠性的方法;针对通信链路发生物理性故障的问题,提出了两种基于硬件冗余机制的SpaceWire可靠性改进方案,一种是在系统间建立两个相独立的协议装置,另一种是使用多路输出选择器进行切换将数据传输给目的节点;通过实验验证,两种方案能够处理通信链路出现物理故障的问题。     

基于模糊分割的移动自组织网络故障检测算法

针对现有移动自组织网络故障检测算法精度较低、延时较大的问题,提出了一种基于模糊分割的检测算法ANFD(Ad hoc Networks Fault Detection)。ANFD算法以网络数据包与检测消息作为检测工具,通过模糊分割方法对接收到的信息进行处理,最终通过时频域方法进行故障分割,实施最终的故障识别。仿真试验证明,ANFD算法较之其他算法具有较高的故障检测精度、较短的响应延迟,并且具有较低的消息复杂度和内存消耗。     

双模冗余器载计算机设计与实现

器载计算机是航天器电气系统的重要组成部分,其可靠性对航天器能否完成任务至关重要。为了保证航天器上计算机在出现故障时仍能正常工作,对双机冗余器载计算机的体系结构、切换策略、判别准则等内容进行了研究,在保留主份机与双机切换电路、备份机与双机切换电路之间的状态工作信号的基础上,通过在主份机、备份机之间新增加一个状态工作信号,提出了一种改进的自主切换策略。实践表明,运用改进的自主切换策略,在双机切换电路中的自主切换模块出现故障时仍能实现自主切换,同时将比较器设计为软件,采用软件表决、软件选通的思路,消除了硬件比较器的关键单点故障,这些容错设计改进能有效地提高器载计算机系统的可靠性,对高可靠器载计算机设计与实现具有较好的工程参考意义。     

陀螺冗余安装在机载光电系统中的设计与应用北大核心CSCD

陀螺是光电系统瞄准线稳定的重要元器件,介绍了一种基于光电系统的光纤陀螺冗余安装方法。在冗余安装陀螺数量确定的前提下,考虑到工程实际应用的安装空间、体积、重量和成本等因素,设计了4个陀螺的八边形金字塔冗余安装方式,对此冗余安装方式的精度和可靠性进行了分析和仿真,并与无冗余安装进行了对比。同时,该安装方式可用于陀螺与磁流体动力学角速率传感器的冗余安装。结果表明,该方法使角速度测量的噪声标准差下降约25.3%,可靠性提升约1.75倍。该方法能有效解决某光电系统受安装空间限制而陀螺精度不够的问题,提升了光电系统可靠性;同时也可应用于三轴陀螺稳定光电系统中,对工程应用有一定的指导作用。     

一类分时冗余系统的累伤可靠性模型及其参数估计

在不考虑部件每一次修如新的条件下,给出了物理系统状态失效时间的一种等效方法,建立了需要周期更换部件状态的分时冗余系统的累积损伤可靠性模型,并基于Weibull分布对相应模型参数进行了估计,并给出了一个用于评价系统可靠性的仿真方法. 为验证模型与仿真方法的有效性,对一个1/3型机械系统的可靠性进行了分析. 关键词： 分时冗余系统 可靠性 累积损伤模型 物理失效     

不同冗余模式下泵组数字化控制可靠性研究

冗余泵组广泛存在于核电厂各关键部分，对于核电安全方面极为重要。为提高其可靠性，对冗余泵组数字化控制在不同冗余模式下的可靠性进行建模并比较分析。首先根据冗余泵组数字化控制系统在三种冗余模式下不同的运行和控制逻辑建立泵组失效的动态故障树模型。其次，采用最小割集法并建立Markov模型得到三种模式下动态故障树的求解方式。最后，以核电厂RCV系统上充泵数字化控制系统为例，对其在三种冗余模式下的可靠性进行定量分析。研究结果表明：在正常运行工况下，上充泵数字化控制的双热备用冗余模式可靠性为三者最高，冷热备用冗余模式的可靠性居中，双冷备用冗余模式的可靠性最低。本文的研究可以为提高冗余泵组数字化控制的可靠性提供参考。     

基于路径计算单元的光网络故障恢复中的并行流量迁移

基于路径计算单元的光网络,根据无充足空闲资源用于无需流量迁移状态的恢复光路建立的背景,围绕故障恢复时尽量减少被中断连接的流量迁移过程,对并行的流量迁移过程进行了研究,建立了相应的数学模型,提出了并行流量迁移的实现方法,给出了可以得到并行流量迁移过程中连接新旧光路拆建顺序的启发式算法.文中提出的最小化最大中断连接资源需求数并行流量迁移算法包含依赖关系图分割算法和最小化最大中断连接资源需求数拆建顺序确定算法两大部分.仿真证明了最小化最大中断连接资源需求数并行流量迁移算法相对于普通串行流量迁移算法可以利用较少的额外中断得到迁移时间的大幅缩短.     

基于节点健康度的无线传感器网络冗余通路控制方法

广泛应用于各种物理参数测量领域的无线传感器网络,因其节点具有能量供应有限、硬件资源有限、数目众多、自组织和动态拓扑等特点,使得网络极易发生故障,从而高可靠、低故障是其运行的基本要求.本文针对多冗余通路设计的无线传感器网络故障预防方法存在工作状态冗余节点过多、能量大量浪费的问题,提出一种基于节点健康度的冗余通路控制方法.该方法利用汇聚节点收集网络内所有节点能量状态,计算节点健康度等相关参数,使用A-Star算法选择最优工作通路,控制其余冗余通路分批轮流休眠,从而达到减少和均衡网络工作过程能量消耗、预防某些节点能量提前耗尽导致网络能量故障发生的目的.仿真实验和实际节点实验的结果表明,在保证网络适当冗余通路的前提下,与其他相关方法比较,该方法可以显著均衡网络能量消耗,有效预防节点能量故障提前发生,明显延长网络寿命.     

大镜面在位检测中的相位恢复技术研究

为了满足大型光学镜面加工对在位检测的需求,探索了一种应用相位恢复技术的新型镜面测量方法.构建了基于离焦光场的相位恢复测量系统并实现了与此系统相适应的相位恢复算法,此测量系统结构简单且不易受环境振动影响.在此系统基础上,详细分析了各种误差因素以及系统测量准确度和测量范围,并针对在位检测的特点和要求,研究了此方法在应用中的可靠性.对一面口径430 mm的球面反射镜进行了分平台在位测量实验.实验中分析了不同测量参量对测量结果的影响.相位恢复测量与干涉测量结果对比较为吻合.理论分析和实验都表明该方法切实可行,检测准确度满足光学镜面研抛加工要求.     

基于深度学习的故障检测方法

针对传统故障诊断方法中特征提取技术难度大、故障样本获取困难等问题,在深度学习计算框架下提出了一种半监督训练的故障检测方法,利用深度信念网络中的受限波茨曼机堆栈结构实现了数据高层特征的自动提取,结合支持向量数据描述方法实现了异常数据检测,只需利用正常工况的数据样本进行网络训练和模型拟合,无需故障样本数据,也无需人工干预进行信号特征提取,即能实现对故障数据进行的实时检测和判别。经采用标准轴承实验数据的三组故障数据进行验证,故障识别率达到100%,具有很强的工程应用价值。     

无人水下航行器推进器故障定位研究

无人水下航行器(UUV)在复杂多变的海洋环境中作业时,推进器的故障可阻挠使命的执行,严重时还可能造成UUV的丢失与损毁。为增强UUV的安全保障能力,针对UUV多台推进器的故障定位问题,采用基于几何相关性分析的方法,设计了UUV同一平面多推进器的故障定位算法,并提出了故障定位约束条件,通过仿真实验验证了所提算法的有效性。     

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。     

源端网络检测与抑制DDoS方法设计与实现

提出了一种源端网络DDoS攻击检测的方法。本方法基于BPF包过滤在源端网络的网关上监控数据包,通过计算网络报文的目的IP地址的信息熵进行可疑流量的检测,最终进一步使用连接跟踪的技术对可疑流量进行判别。本方法可以有效的鉴别出SYN Flood的流量,并在源端网络中直接拦截,节省计算资源。     

基于多波长透射光谱法的水体细菌微生物检测能力初步研究

搭建的水体细菌微生物多波长透射光谱快速测量实验系统,实验获取了肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在不同浓度下220～900 nm范围内的多波长透射光谱,研究建立了三种细菌基于不同波长点及全光谱波段的浓度校准曲线,计算了肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的检测限,并与紫外-可见分光光度计测量分析结果进行了对比。结果表明,实验系统与紫外-可见分光光度计测量光谱线性相关系数在0.999 8以上,具有非常好的一致性,且30次光谱信号采集时间仅需15 s;基于实验系统分析得到三种细菌在220,258,300,350,400,450,500和550 nm不同波长点以及全光谱波段的检测限结果均优于紫外-可见分光光度计,且利用多波长透射光谱全光谱波段计算得到的细菌检测限均最低,其中：肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的检测限分别为1.60×104,1.06×104和1.16×104 cells·mL-1。研究结果为进一步发展水体细菌微生物的多波长透射光谱快速定量检测技术提供了基础数据。     

超快微光分子光谱探测技术研究

按照超快极微弱分子吸收光谱学,荧光光谱学,时间分辨光谱学以及偏振荧光光谱学探测特性,设计、集成组建了能够探测紫外－可见－红外快到飞秒时间分辨的单分子光学事件的激光瞬态光谱仪.其光源有从300 nm到3000 nm连续可调的飞秒激光器、纳秒氢灯及连续氙灯.光谱分辨率达0.05 nm,在泵浦探测差异吸收下有小于150 fs的时间分辨率.谱仪能够实时给出光谱曲线及生物分子组分寿命.利用该谱仪探测了PSⅡCC,PSⅡRC的能量传递动力学.在83 K温度下PSⅡCC中的β-Car分子接收507 nm光能,以单步跃迁和随机转移的方式通过Chl a641.5637/638分子传递光能到反应中心Chl a683.2680/681,平均传能时间为77 ps,有59.94％的组分用355 ps时间电荷重组.在PSⅡRC中的β-Car分子接收507 nm光能,由Chl a641.5637/638分子传递光能通过Chl a678.2675.5到反应中心,平均传能时间为88.5 ps.在83 K温度下,反应中心复合物离子对;P680+·pheo-］平均再复合寿命为19.35 ns.     

基于贝叶斯网络推理的起落架系统故障诊断技术研究

民机起落架系统结构复杂,是典型的故障多发系统,实际诊断过程主要依赖于排故手册流程和工程经验积累,存在诸多不确定性因素。贝叶斯网络是用有向无环图的形式表达变量间因果关联关系,可以充分利用专家知识和试验信息进行基于概率的统计推断,适于处理复杂系统的不确定性问题。通过深入分析某型民机起落架技术资料,建立了基于贝叶斯网络的起落架系统诊断架构,结合专家知识和维护经验提出了基于贝叶斯网络的起落架系统故障诊断方法,并给出了网络推理流程,提升了起落架系统故障诊断效率和精度。     

基于PCA的变压器故障红外监测应用研究

变压器作为电力系统中非常重要的输变电设备,其运行状况直接影响到整个系统运行的安全水平。根据红外光谱仪所测得信息,通过傅里叶变换可得到各故障特征气体红外吸收信息;依据Lambert-Beer定律并结合所测信息,采用主成分分析法就可以对各故障特征气体进行定性与定量分析,判别当前变压器的运行状况。对于故障运行的电力变压器,及时发现并解除存在的故障或故障隐患对整个系统的安全运行具有重要意义。     

光谱及成像技术在果蔬损伤检测研究中的应用现状与展望

果蔬在收获、运输、贮藏、分拣、包装和销售过程中均会遭受不同程度的挤压、碰撞或摩擦,从而造成果蔬损伤,如挤伤、开裂、擦伤等外部损伤,同时,在生长过程中会产生黑心、水心、褐腐、霉心等内部损伤。果蔬损伤初期特征不明显,外观与正常果实基本无异,然而随着时间的推移,损伤组织恶化扩散,最终导致整个果实腐烂变质,又进而接触感染其他果实,造成周边甚至整箱果蔬病变,对果蔬产业造成巨大的经济损失。果蔬采后损伤检测方法多种多样,其中人工检测最为简单常用,但是该方法不仅耗时耗力,容易造成错判和漏判现象,而且无法实现肉眼不可见的皮下或内部损伤检测。近年来,随着计算机技术的快速发展,越来越多的无损检测技术被广泛应用于果蔬损伤检测,其中最为常用的当属光谱和成像技术。光谱成像技术通常结合图像处理、光谱分析、化学计量学方法、统计分析等手段,利用损伤果蔬和正常果蔬的图谱信号差异实现损伤检测,具有无损、快速等优点,能解决人工检测耗时耗力且准确率低的问题。在此主要概述了8种光谱及成像技术（近红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱、高光谱成像、空间频域成像、核磁成像、X射线成像和热成像）在果蔬损伤检测的最新研究进展,包括检测原理及其技术特点,总结分析了各技术在果蔬损伤检测方面的应用情况,并展望未来发展趋势,以期为果蔬损伤无损检测提供借鉴与参考。     

基于复小波包分形理论的爬壁机器人故障检测

通过研究爬壁式机器人的控制和运动特征，提出一种基于复小波包分形理论的故障检测方法．利用复小波包的平移不变性，将爬壁式机器人传感器输出信号分解成独立的频谱，并进行阀值处理和重构，从而有效去除高频噪音并提取故障的特征频率；依据信号分形维数的多尺度不变性，在嵌入维数空间，采用维数最大距离法，确定复小波包域故障信号的关联雏数．仿真实验表明，爬壁式机器人在各种异常工作模式下的故障信号关联维数能比较真实地反映其故障状态空间，同时也验证了故障信号的关联维数低于正常信号的关联维数作为故障发生与否的定量判据的正确性．