高空机载电子设备冷却方法综述与优选

近年来,航空航天技术不断发展,机载设备朝向复杂化、集成化和小型化发展,随之而来的问题是设备发热量骤增;由于电子设备散热面积越来越小,传统机载电子设备冷却方法已经难以满足其散热需求。高空机载环境存在着低压力、低空气密度和飞机加速、失重等制约条件,机载冷却与近地面冷却性能存在着很多不同。本文对比了几种常见的机载电子设备冷却技术,重点分析几种技术的高空环境制约度,综合优选出最适合机载设备冷却的技术。考虑到单一冷却技术的局限性,本文评述了其中几种常见的复合冷却技术,并对未来的机载设备冷却进行了展望。     

一种机载气象雷达飞行试验数据处理方法

机载气象雷达是保障飞机飞行安全的重要电子设备。机载气象雷达探测的气象目标非人力可控,由于无法直接获得气象目标的测量数据,一直以来,飞行试验都难以有效评估机载气象雷达探测气象目标的准确性。给出了一种基于地面天气雷达单站雷达图的机载气象雷达飞行试验数据处理方法,实现了对机载气象雷达探测气象目标的强度、位置及形状准确性的有效评估,为机载气象雷达在飞行试验过程中的参数调整及性能考核提供了依据。     

机载气象雷达人工调节故障分析

气象是飞行安全的一个至关重要的因素,恶劣天气也是飞机失事遇难的重要原因。机载气象雷达作为一种颇为有效的气象探测设备,对飞机的安全运行有着不可低估的作用。由于我国的地面气象服务还未能覆盖飞行的整个过程,因此必须使用机载气象雷达等航空电子设备,为飞行员提供实时的气象信息,让他们能避开各种危险区域,安全、准确、舒适地把旅客和货物送往目的地。因此正确使用机载气象探测设备,受到各飞机运营单位的重视。     

中厚板轧后冷却的过程控制

中厚板终轧后只能靠前馈模型控制钢板的冷却过程,普通的温度模型计算存在较大误差,针对这一问题,推导了中厚板控制冷却过程的差分模型·结合首钢中板厂控制冷却系统的改造,通过采用两次修正计算和自学习修正计算,从系统上保证了温度控制的精度·提出了热交换系数的计算方法·针对中厚板控制冷却特点,给出了层流冷却过程控制模型的自学习算法·通过采用自学习算法,进一步提高了模型的控制精度·控制冷却系统在首钢顺利投产,系统终冷温度控制合格率在96 5%以上·     

基于FPGA的ARINC429总线数据通讯方案设计

ARINC 429是定义航空电子设备和系统彼此之间相互通信的一种规范。利用FPGA设计和研制的ARINC 429总线信号处理板,成为目前飞机机载总线接口研究的重点,具有非常重要的现实意义和应用前景。该方案可用于对各类采用ARINC429总线的机载电子设备的自动化检测。     

机载导航设备的电磁兼容性分析与设计

在电磁环境影响机载导航设备对飞机引导的前提下,分析了机载导航设备工作的电磁环境,找出主要电磁干扰源及耦合途径,依据电磁兼容相关理论知识,针对不同干扰源提出了相应的电磁兼容设计方法。该方法对于其他电子设备与系统具备一定的参考价值。     

自由飞行下基于事件树的碰撞风险评估模型

为了保障自由飞行下的飞行安全,需要评估自由飞行下飞机的碰撞风险。考虑到飞机碰撞事故的发生是飞机发生冲突事件、机载防撞系统告警失败事件和飞行员干预失败事件相互作用的结果,建立飞机发生碰撞的事件树模型。由于不同事件对碰撞影响的机理不同,采用不同方法进行分析和建模。首先,运用随机微分方程法分析通信导航监视性能对冲突概率的影响;其次,运用集对分析法分析机载防撞系统可靠性对碰撞风险的影响;最后,运用贝叶斯网络分析飞行员可靠性对碰撞风险的影响。给出算例验证了模型的可行性。     

机载避碰信息系统的研究

机载避碰信息系统研究主要是在自由飞的空域环境下，利用自组织时空多址（STD．MA）技术，并结合飞机在空中飞行时所需有关避碰信息，以及目前对这些信息传输所存在的问题。提出建立一套全新的机载避碰信息交换系统的方案，为飞机在避碰中的实时信息交换提供一种可靠的实施方案，进而保证飞行安全。     

仪表着陆系统飞行校验方法研究

仪表着陆系统（I L S）是国际上用于飞机进近和着陆的导航设备,为保证仪表着陆系统能够正常有效地运行,必须定期对其进行飞行校验。掌握好校飞的技术方法,是飞行校验能否顺利完成的关键。该文针对当前国内飞行校验基准系统的飞行校验能力和效率远远无法满足需求的现状,利用某单位拥有试飞能力的有力条件,采用国产某型运输机改装的检验飞机及其他机载接收设备,建立飞行校验基准系统,设计出适合仪表着陆系统的校验方法,地面调试人员配合校验飞机对仪表着陆系统进行调整,使其达到完好的工作状态,通过飞行校验。     

表贴式自循环蒸发冷却系统流动不稳定性实验平台设计

表贴式自循环蒸发冷却技术凭借其高效冷却特点在电力电子设备中拥有广阔的应用前景。为提高冷却系统可靠性,避免在运行过程中流动不稳定性可能产生的不利影响,以表贴式自循环蒸发冷却系统流动不稳定性问题为研究目标,搭建相关实验平台,探究表贴式自循环蒸发冷却系统中存在的流动不稳定现象及其发生机制,并分析了系统压力、液位、并联支路数对表贴式自循环蒸发冷却系统流动不稳定性的影响规律。研究结果表明:在表贴式自循环蒸发冷却系统中,增大系统压力、提高系统液位均有助于提高系统的稳定性,这对电力电子模块高效换热冷却方案的选择有借鉴意义。     

基于滑模变结构控制的异步电机调速系统研究

为提高异步电机调速系统抗干扰能力,改善其动态特性,以异步电机矢量控制系统为基础,针对电流环和转速环分别设计了电流滑模控制器和转速滑模控制器,并利用指数趋近律来削弱抖振,详细阐述了控制器设计步骤。利用MATLAB／SIMULINK对滑模控制系统进行仿真,并与PI控制系统进行对比分析。最后利用dSPACE实时仿真系统对异步电机滑模变结构控制系统进行实验验证。结果表明,所设计的异步电机滑模变结构控制系统动态特性更好,抗干扰能力更强。     

双工况燃机进气冷却测控系统设计

为了提高燃机在酷热夏季的出力,研发了具有双工况工作模式的进气冷却系统。该系统利用烟气余热作为动力,不仅在夏天制冷工况下能对燃机进气进行充分冷却,有效提高燃机效率;而且在冬天低压加热工况下驱动低压加热器产生热水,提升余热锅炉的给水温度,以提高汽轮机的功率。该系统的测控系统基于DCS框架构建,并根据实际情况简化为两层结构：集中控制层和过程控制层。上位监控软件用DELPHI软件自主开发,通过自主开发的OPC控件,实现了对下位PLC控制器的实时读写操作。使用结果表明,该套测控软件不仅界面美观,操作方便,而且对数据处理具有独到的优越性。     

ZA型喷气织机喷气引纬控制系统的改进

阐述了ZA型喷气织机喷气引纬控制系统的主要设计原理及其特性，并对该引纬控制系统及气源、喷嘴、调压阀和储气罐等主要部件的结构特点和参数进行了改进．改进后该系统降低了操作工的劳动强度，减少了织疵，提高了织物质量，实现了高速、宽幅、多色、优质生产．     

220kV强迫油循环风冷电力变压器冷却系统改造分析

针对220kV强迫油循环风冷冷却系统（0DAF或OFAF）电力变压器存在的缺陷和隐患,对该类型变压器的冷却系统进行了改造分析。经分析,对220kV强迫油循环风冷电力变压器进行冷却系统改造：由强迫油循环风冷冷却系统改造为自然油循环自冷带风冷（ONAN／ONAD冷却系统,是非常必要的。而且,经过冷却系统改造的220kV强迫循环风冷电力变压器更能适应当今社会提倡“节能、环保”和“智能化”的需求。     

蒸发冷却+干式风机盘管半集中式空调系统探讨

在温湿度独立控制的原理基础之上，根据西北地区的气候特点，提出了干式风机盘管与蒸发冷却相结合的半集中式空调系统，并对该系统的设计过程进行了分析．实例表明，它不仅解决了目前蒸发冷却空调系统中存在的风管尺寸大、难以分室控制等问题，还比直流式全新风系统节省能耗21．9％以上．     

热连轧层流冷却系统速度前馈补偿的优化

结合现场情况介绍了热轧带钢层流冷却设备和控制系统的数学模型,其中数学模型主要包括空冷模型、水冷模型、反馈控制模型和自学习模型.由于某热轧厂采用非匀速轧制工艺制度,带钢在冷却区内既有较大升速又有较大降速,原层流冷却系统不能够适应轧制速度的变化而影响卷取温度控制精度,故需针对轧制速度的变化进行速度前馈补偿控制;从过程自动化...     

用于管道焊缝检测的激光超声系统

针对石油管道焊缝检测中被测样品粗糙,作业环境恶劣等问题,基于光折变晶体内双波混合干涉原理,研制了高频激光超声测振仪,结合激光超声的激励技术,设计了一种可用于检测石油管道表面及内部焊缝缺陷的激光超声检测系统.利用该系统分别对缺陷在表面和内部的管道焊缝试块进行了超声激励和检测实验.实验结果表明,该系统能有效地分析出被测样品表面以及内部缺陷的位置以及相应深度,检测分辨率达到0.01 mm,缺陷位置检测误差控制在2%以内.该检测系统结构紧凑可靠,操作简便,开发的高频激光超声测振仪能工作在管道焊缝检测的常见作业环境(70~75 d B低频环境噪声),具有一定的适用性.     

离心式作动器及驱动系统研究与实现

作动器系统作为直升机结构响应主动控制系统（ACSR）执行元件的重要核心部件,其控制性能 直接关系到振动的抑制效果。本文研制了一套基于永磁无刷直流电机驱动的离心式作动器原理样机,详细 阐述了系统组成及工作原理,论述了作动器输出力频率、幅值和相位的调节方式。依据离心式作动器的原 理建立了偏心块的输出力方程,选取了 MAXON 公司生产的 EC60 flat 411678 无刷电机作为驱动源。设计 了作动器伺服控制系统,针对功率驱动中的隔离 DC/DC、自举二极管、自举电容、电流驱动能力及母线支 撑电容等关键参数进行了详细设计。通过实验验证,电机转速误差最终被控制为 1%以内,位置响应时间 小于 50mS,振动抑制在 0.0015g 以下,取得了较好的控制性能,为离心式作动器系统在直升机平台的应用 奠定了基础。     

贴附射流辐射冷顶板复合空调系统的性能研究

通过实验小室进行对比实验,研究采用贴附射流与辐射冷顶板空调系统复合后对室内热环境的影响,以及该复合系统防止辐射冷顶板结露的效果.结果表明,贴附射流与辐射冷顶板复合空调系统相对单纯的辐射冷顶板空调系统而言,复合空调系统的辐射冷顶板降温速度更快,降温幅度更大,在室内热环境方面,其壁面温度及室内空气温湿度更低.可以认为采用贴附射流与辐射冷顶板空调系统复合运行时,能有效降低辐射冷顶板附近空气的露点温度,防止辐射冷顶板结露,且此时辐射冷顶板空调系统的制冷性能更佳.     

模糊超扭曲滑模观测器在PMSM中的研究与应用

针对传统滑模控制的永磁同步电机(PMSM)无感系统调速过程中,由于滑模函数存在高频开关量而导致转速抖动的问题,提出使用模糊超扭曲二阶滑模观测器(FST-SMO)进行改进的策略;新型观测器采用高阶滑模控制理论搭建,将滑模函数开关量转移到了高阶导数中,利用算法的积分运算削弱开关量抖振;同时考虑到传统二阶滑模观测器的增益为固定值,无法根据误差量自行调节的问题,提出了基于模糊控制的增益自调节方法,根据误差值及其变化趋势,利用模糊算法输出当前的滑模增益,增强了系统稳定性及鲁棒性;在Simulink环境中搭建了基于模糊超扭曲滑模系统(FST-SMO)的永磁同步电机仿真模型,在不同调速区间内进行调速仿真,并与传统滑模系统仿真的转速波动以及转子角度跟随性进行比较,仿真结果验证了模糊超扭曲滑模观测器具有更高的控制精度与更强的适应性,转速平稳角度跟随性能优越,有效降低转速的抖振。