基于TRL的航空装备技术成熟度评估系统设计与开发研究

为更好发挥技术成熟度评估方法作为装备采办和技术管理工具的作用,针对航空装备研发与采办的特点,提出设计开发航空装备技术成熟度评估系统的总体要求、流程结构以及各子系统结构的设计思路等.该系统采用了关系型数据库、可视化图形管理、结构化数据接口等软件技术,实现多站位数据共享集成评估、系统跨平台数据采集与交互,具有评估规范、操作简便、成果共享等特点.最后给出了该系统在某航空发动机技术成熟度评估方面的应用实例,并提出后续改进完善的主要方向.     

延迟时间未知的时延系统神经网络补偿控制

提出了延迟系统及延迟时间参数的神经网络辨识方法。改变神经网络输入样本区间,利用网络输出期望值与输出实际值之间的误差平方和产生的突变,可以辨识出非线性对象的延迟时间。将神经网络大延迟系统的辨识与基于模型补偿的控制策略相结合,可以用于具有变化参数或者不确定性延迟时间的大延迟系统的控制。仿真结果表明这种神经网络模型补偿延迟系统控制具有很好的控制效果,它是大延迟控制中克服延迟时间变化的很有希望的方法。     

延伸保修策略下故障相关多部件系统可用度优化模型

延伸保修是指初始保修结束后，由军方和承制单位签订保修服务合同，并由此开展一定期限的后续服务工作。如何科学制订延伸保修方案，使装备多部件系统可用度达到最优，是装备保障部门重点关注的问题之一。在对多部件系统进行故障相关性分析的基础上，采用不完全预防性维修和最小维修策略，建立多部件系统延伸保修可用度模型。通过案例应用和灵敏度分析，得到不同延伸保修期下系统最优可用度和相应的预防性维修间隔期。     

Kriging模型与优化算法在汽车乘员约束系统仿真优化中的应用研究

汽车乘员约束系统的优化涉及到安全带、安全气囊等部件的众多参数.首先采用一阶线性响应表面模型、正交实验设计方法进行参数筛选.然后构造Kriging代理模型来代替计算机仿真,并结合两种不同的优化算法来进行乘员约束系统参数的优化设计.结果表明:该方法对汽车乘员约束系统参数优化具有明显效果,可行方向法在该优化中优于多目标遗传算法.     

考虑部件经济相关性的风力机系统状态维修优化

在考虑部件维修活动之间的经济相关性的基础上,研究多部件系统状态维修优化问题.利用随机过程描述部件性能退化过程,采用等周期检测方式在检测点处根据部件的退化状态分别采取最小维修、预防性维修或者事后维修等维修方式.基于更新过程建立状态维修长期运行平均成本率模型,考虑部件维修之间存在的经济相关性,建立多部件状态维修优化模型.以主轴、齿轮箱、发电机等部件组成的风力机为例,研究多部件系统最优检测周期,分析模型参数对维修成本、维修决策的影响.案例研究表明:该模型可以有效描述风力机多部件系统的维修优化问题,考虑部件之间的经济相关性,有利于降低维修费用.     

基于相似理论的航空装备保障性目标评估

科学评估装备保障性目标达到程度是做好装备使用试验与评价工作的重要环节.综合运用相似理论和装备保障性工程理论,建立了航空装备保障性目标评估模型.误差分析和应用表明,模型是可行的、有效的.     

基于PHM的发动机旋转部件状态维修决策研究

发动机旋转部件是发动机的关键部件,部队中经常出现由于发动机旋转部件故障而导致的重大飞行事故.详细介绍了威布尔比例风险模型,在参数估计时采用了极大似然估计方法估计出模型中的参数.然后以可靠度为要求,预测装备的剩余寿命,从而指导实施维修决策.最后选择发动机某类轴承为例,利用比例风险模型对其进行了维修决策研究.     

基于试车台数据的发动机部件特性图修正

为了建立准确的发动机仿真模型,航空发动机部件特性图的准确性至关重要。基于某型涡扇发动机试车台数据,在耦合法修正发动机通用部件特性图的基础上,采用牛顿迭代法对发动机部件特性图进行多点匹配修正,并利用基于MATLAB/Simulink仿真环境自主建立的发动机稳态模型,进行发动机设计点与非设计点的性能参数计算。利用发动机试车台数据与模型计算结果进行对比,结果表明：各站位主要测量参数平均建模误差由5.163 7%降低到多点匹配后的0.529 7%;最大误差满足稳态模型误差小于3%的模型精度要求。可见修正后的发动机部件特性图精度明显提高,满足工程应用需求。     

应用块-脉冲函数辨识时滞系统

本文应用块-脉冲函数对连续时间时滞系统的参数估计问题进行了研究,得到了便于在微型计算机上实施的递推算法。特别对系统延迟时间已知的时不变系统,此算法还能在线用来估计系统参数。对于延迟时间未知的系统,本文提出了同时辨识系统延迟时间和参数的一个方法。另外,对连续时间无时滞的系统,可作为本文的特殊情况来处理。     

两不同型部件串联系统的最优更换策略

引入并研究了一种新的几何过程维修模型:假设由两不同型部件组成的串联系统,每个部件都有k种故障状态,并具有修理延迟特点,其修理延迟时间服从指数分布.在维修策略N下,得出了平均费用率和最优更换策略M=(N*1,N*2).     

机载蒸发循环制冷系统动态仿真

为了研究航空机载蒸发循环制冷系统的动态性能,通过模型仿真方法考察了不同参数阶跃对系统性能的影响。在分析系统工作原理和各部件特点的基础上,根据部件数学模型与闭环系统部件间耦合关系,在MATLAB/SIMULINK系统仿真环境下建立了机载蒸发循环制冷系统的动态数学模型。通过控制容积法离散各模型方程求解获得了系统的动态响应特性。仿真结果表明:压缩机转速、膨胀阀开度、制冷剂流量发生阶跃时,蒸发循环制冷系统各热力性能参数的动态响应规律不同。仿真结果可为机载蒸发制冷循环系统的优化及系统控制提供理论指导。     

基于ESVR信息融合的航空发动机故障诊断研究

提出了一种基于进化支持向量回归机(ESVR)融合的航空发动机故障诊断技术,整合基于模型的卡尔曼滤波器和基于数据的神经网络两种算法对故障诊断的优势,实现了对航空发动机气路部件异常监测,以及故障的定量诊断.解决了发动机模型精度有限和各种故障模式的传感器测量参数有限情况下的气路部件故障诊断精度差、效率低,且容易发生误诊的问题.以某型双轴涡扇发动机典型气路部件故障诊断为例,验证了基于ESVR信息融合的故障诊断技术的有效性.     

基于双DSP的航空发动机参数采集系统设计与实现

航空发动机参数(简称发参)采集系统的主要功能是对发动机主要传感器输出的信号进行调理、采集和处理并输出给显示设备进行显示.研究了数字信号处理器(DSP)在航空发动机参数采集系统中的具体应用,采用TMS320VC33与TMS320C31浮点型数字信号处理器为核心设计了航空发动机参数采集系统,使用模块化设计方法,利用双口RAM实现了一个由两片数字信号处理器构成的航空发动机参数采集系统.     

基于模糊RBF神经网络整定的航空发动机多变量解耦控制

为解决航空发动机控制变量之间的强耦合性,构造了基于模糊RBF神经网络整定的航空发动机多变量解耦控制系统.设计了基于模糊RBF神经网络的多变量解耦控制器,在线调整PID控制器的参数并根据Delta学习规则对网络权值进行修正以达到最佳控制;针对某型航空发动机含未建模动态和噪声等随机干扰的非线性模型进行了多变量解耦控制系统仿真.结果表明:系统具有满意的动态性能和解耦特性,该方法不需要知道发动机的精确数学模型,对航空发动机的非线性和不确定性具有较强的自适应能力.     

针对时滞积分系统的自适应动态PID控制器参数整定方法

【目的】PID控制器被广泛应用于积分系统的控制中，在积分系统的实际应用中，控制效果通常会受到延迟时间的影响，同时，被控积分参数变化较大的情况下，也会影响控制器的控制效果。【方法】提出了一种适用于时滞积分系统的自适应动态PID控制器参数整定方法，考虑了积分系统的电压、被控对象的变化范围、延迟时间等参数的影响，使得PID控制器的参数与积分系统控制对象之间的关系更加明确，同时考虑到实际应用中微分滤波器参数的整定。【结论】在Simulink中模拟了被控积分参数10倍变化的非线性系统，实现了对非线性系统的动态控制，达到了良好的控制效果，并在实际的PWM控制系统中验证了该方法应用的可行性。     

基于模型参考的锅炉燃烧系统神经网络控制和辨识

大纯时延、煤种多变和蒸汽负荷频繁变化是链条炉难以进行良好燃烧控制的原因。对非线性延迟系统延迟时间的神经网络辨识方法进行了研究,即改变神经网络输入样本区间,利用网络输出期望值与输出实际值之间的误差平方和产生的突变,可以辨识出非线性对象的延迟时间。将神经网络大延迟系统的辨识与基于神经网络动态补偿的模型参考自适应控制策略相结合,可用于对具有变化参数或不确定性延迟时间的非线性大延迟系统的控制。仿真结果表明:这种神经网络模型对非线性大纯时延系统的控制具有控制速度快、鲁棒性能好等优点。     

电子装备故障预测参数选取与设置

电子装备的故障预测是飞机预测与健康管理系统的关键技术.针对电子装备故障预测参数选取和设置的难题,提出了一种故障预测参数选取和设置的新方法.首先基于多信号流图模型,提取反映电子装备故障状态的参数集;通过引入生物统计学中相关危险度,作为统计模型标准,采用数据驱动的方法,选取出最优故障预测参数.通过建立预测参数门限值统计模型趋势图,获得置信度为95%的门限估计值.实例证明通过该方法可快速有效地选取和设置预测参数,同时避免了繁琐的故障模式、故障状态和故障判据的分析,以及主观因素影响,实现预测参数选取和设置的自动化.     

基于多Agent强化学习的战时备件供应保障动态协调机制

有效的备件供应保障是保证航空装备处于良好状态的重要因素.战时备件供应保障的不确定性特点突出.为了应对这些不确定,精确保障要求下战时备件供应保障更加强调备件资源在系统中的动态协调.鉴于战时备件供应保障系统与多Agent系统的相似性,采用基于Agent的建模仿真技术研究多阶段供应保障过程中的动态协调机制.以Agent之间的供需关系为基础给出了多Agent系统模型结构中小组的定义.为了给出备件短缺情况下使军事效益最大的备件分配策略,设计出以小组为单位的多Agent强化学习方法.最后通过仿真实例验证了方法的有效性.     

风险维修策略在石化系统检修周期优化中的应用

对石化装备定期维修和定期检修两种模式中的维修效果进行分析,应用比例役龄消减模型和包含非理想检测维修的延迟时间模型计算设备的可靠度.对基于风险的维修策略进行改进,提出计算设备故障概率消减的主观方法和客观方法,以便使子系统的风险低于可接受风险准则;提出一种包含非理想维修的维修和检测周期优化模型.将基于风险的维修策略应用到重整反应系统检测优化中,结果表明,当进料换热器E201A/B、反应器R201～R204、水冷器E202A/B和空冷器A201的检测周期为9个月时,子系统的风险可以满足风险准则的要求.     

基于NSGA-Ⅱ算法的高压共轨喷油器优化设计

针对高压共轨电控喷油器关键结构参数对喷油器的响应特性影响深刻的特点,采用带精英策略的非支配性遗传算法NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ),基于多目标多学科优化平台modeFRONTIER和液压仿真分析软件AMESim,以针阀开启延迟和关闭延迟为目标函数建立了多目标优化模型,对电控喷油器的关键结构参数进行多目标优化设计.结果表明:针阀开启延迟时间降低了16.7%,达到0.25ms;关闭延迟时间降低了15.2%,达到0.78ms.