装备预测与健康管理体系结构及关键技术

结合预测与健康管理技术（PHM）在降低装备保障维修费用方面的明显优势,介绍了预测与健康管理技术的内涵及特点,分析了PHM系统的开放式流程,并将该开放式流程应用于装备的故障诊断和预测中,提出一种基于PHM的预测与健康管理体系框架。在此基础上,对诊断与预测技术以及传感器配置算法等关键技术进行了详细阐述,介绍了采用的诊断和预测模型及算法。     

基于本体的装备PHM知识化建模研究

针对装备维修保障领域存在信息难以共享、知识利用率低等问题,分析了装备PHM组成架构和知识化模型;采用本体技术实现知识化建模,将装备PHM本体分为装备基本信息、装备测试、健康状态评估、故障诊断、故障预测和维修案例共6个子本体;借助Protege软件实现装备基本信息子本体的构建,并以导弹装备为背景进行实例化。     

导弹起竖机构驱动方式优化

为提高导弹起竖机构的快速性和稳定性,对起竖机构的驱动方式进行优化。首先基于Matlab/Simulink和Abaqus建立起竖机构的数学模型和动力学模型,将两类模型仿真得到的油缸载荷进行对比,表明两类模型的正确性;其次,推导驱动方式优化设计数学模型,编写s函数对优化设计模型进行计算;最后,对优化后驱动方式进行仿真分析,表明优化后驱动方式能够有效地提高起竖机构的快速性和稳定性。     

基于优化蚁群算法的装备调拨决策系统研究与设计

将蚁群算法和遗传算法应用于装备调拨决策系统,实现了装备调拨决策信息的生成.同时利用遗传算法对蚁群算法的参数进行了优化,实验证明优化后的蚁群算法在平均路径长度、算法平均执行时间和总执行时间上较传统蚁群算法都有一定程度的改进.     

交互多模型算法的无人机控制系统故障诊断

交互多模型算法是一种广泛用于各种结构与参数变化的动态系统自适应估计的有效方法.在建立无人机控制系统传感器和执行器的全局故障和局部故障模型的基础上,应用此方法对传感器和执行器的各种软硬故障进行诊断,应用所建立的数学模型与方法,对无人机传感器和执行器的局部与全局故障进行了仿真计算.在仿真过程中发现,与一般的多模型方法相比,此方法能够更加准确可靠地诊断故障,无延迟报警,算法简单.仿真结果验证了该方法的有效性.     

PHM系统及其故障预测模型研究

PHM(Prognostic and Health Management)是装备实现自主保障的一项关键技术.通过对美军联合攻击机PHM系统功能和结构的分析,提出了一种基于扩展FMEA的PHM系统的实现方法,并阐明了其运作原理.在此基础上,引入模糊综合评判这一数学方法建立了PHM系统的故障预测模型.最后以飞机起落架的收放系统为例进行了实例分析.     

末段高层反导装备PHM多socket仿真分析

详细分析了独立于LRU的PHM方法和基于故障征兆预测的PHM方法的预测原理。利用LRU和PHM的MTBF概率分布和socket的全寿命周期费用建立仿真模型,介绍模型仿真方法与详细过程。研究了末段高层反导武器系统单socket全寿命周期费用与安全极限和预测距离的关系。引入同步时间的概念,利用单socket模型的方法优化多socket组成的系统。模型仿真结果更贴近末段高层反导装备实际,比单socket模型更有应用价值。     

基于蚁群算法的装备保障路径规划模型

现代战争中装备保障路径规划中路径网络节点多和要优化的制约因素等问题成为装备保障仿真的难点,传统的蚁群算法寻找最优解,往往找不到满意的解。为了提高寻优效率,尽量减少装备保障中待保障装备战斗力恢复等待总时间,对基本蚁群算法进行改进。首先建立装备保障路径规划模型,然后基于基本蚁群算法,重新设计了启发信息的计算方法和信息素的更新函数,对路径节点的选择方法进行改进,最后通过一个具体的装备保障路径规划问题对传统的和改进的算法进行算例分析。计算结果表明,所采用的改进的蚁群算法可以更好地解决装备保障路径规划问题,有效减少待保障装备恢复战斗力之前等待的时间和保障分队经过的总路程。     

改进的二进制粒子群算法的传感器优化配置

传感器组合优化问题是设备状态检测系统设计的重要问题.在研究传感器与故障有向图的基础上,提出了传感器优化配置模型;根据传感器组合优化自身特点,从位改变率、惯性权重两个方面对BPSO算法进行了参数分析.结合免疫算法的“亲和度”思想以及非线性惯性权重递减公式,提出了改进的二进制粒子群算法.案例显示,改进的二进制PSO算法提高了算法在整个解空间的搜索能力,加快了收敛速度,能够很好地用于解决传感器优化问题.     

PHM在空空导弹勤务保障中的应用

简要介绍了PHM概念和国内外研究现状,参照OSA-CBM模型,提出了空空导弹PHM系统结构,并阐述了各个模块的功能作用。分析了PHM技术应用于空空导弹贮存的效益和影响可靠性的因素,确定了监测参数,根据尺寸、成本等提出传感器选型要求,构建空空导弹包装箱状态监控系统。通过市场调查,确定了可用于状态监控系统的传感器类型,对未来应用于导弹内部的传感器系统提出了期待。