军用航空发动机大修能力评估方法

针对航空发动机修理工厂大修能力难以评估的问题,提出了航空发动机大修能力评估方法。分析了航空发动机大修生产过程;根据航空发动机大修生产工作特点,建立了基于生产职能分解的航空发动机大修能力评估指标体系,构建出基于熵权和灰色聚类的评估指标赋权模型;结合实例验证了方法的正确性和实用性。     

基于抗差Kalman滤波的航空发动机测试数据预处理技术

针对使用标准Kalman滤波算法不能准确处理包含粗差的航空发动机测试数据的问题,在分析标准Kalman滤波算法准则和观测误差对滤波估计结果影响的基础上,采用动态调整观测信息在滤波估计结果中权重的方法,给出了基于抗差M估计理论的抗差Kalman滤波准则和递推公式。对不同的发动机测试数据分别采取序列滤波的方法,减少了运算量。基于常加速度模型,建立了测量参数的状态空间方程和测量方程。以包含粗差的某型涡扇发动机稳定工作过程的模拟测量数据为例,采用所设计的抗差Kalman滤波器对其进行预处理,与标准Kalman滤波算法处理的结果对比表明,在模型误差一定的情况下,抗差Kalman滤波算法具有更好的估计精度。     

主元分析法和模糊积分的航空发动机气路状态监测

航空发动机是一个大系统,由于结构复杂、工作条件恶劣等因素影响,对其进行有效地健康状态监测成为航空领域长期难以解决的关键技术之一。为有效监测航空发动机健康状态,以航空发动机气路系统为例,提出一种基于主元分析和模糊积分的航空发动机状态监测方法。首先,利用主元分析法提取发动机状态样本集的主元,对样本数据进行降维,实现样本的最优压缩。其次,利用BP神经网络和Elman神经网络对发动机状态信息的特征向量进行初步状态监测。最后,利用模糊积分对采用两种神经网络的初步监测结果进行决策层融合,从而有效地实现对航空发动机气路系统的状态监测。通过某型真实航空发动机验证表明,所提出基于主元分析和模糊积分的状态监测方法,能有效提高监测的准确度,满足航空发动机状态监测的实时性要求,具有良好的工程应用价值。     

技术状态管理在航空产品研制生产中的应用

通过介绍技术状态管理的主要内容及技术状态管理四个过程的逻辑关系,以某型航空发动机燃油调节器研制、生产过程技术状态管理应用为例,给出了技术状态管理对于航空武器装备质量管理的重要性。     

航空发动机分布式系统解耦控制研究

航空发动机控制系统是一个复杂的多变量控制系统,控制变量之间的相互耦合会严重影响系统的动态、稳态性能,在发动机最大工作状态时,甚至会造成超温、超转等现象,严重威胁着飞行安全,制约着发动机性能的提高。针对上述情况,利用改进型遗传算法对航空发动机双回路PID控制参数进行寻优,实现了对控制变量的解耦。数值仿真结果表明改进方法能有效消除各变量之间的耦合影响,而且在控制精度、跟踪性能等方面表现良好,对不同环境条件下的航空发动机模型均有良好的控制效果,适用于航空发动机控制。     

直升机工作特性建模与飞行性能仿真

以涡轮轴发动机工作特性建模为中心,对某系列直升机飞行性能进行仿真研究,力争实现对直升机实施"基于状态的维修"。讨论了直升机飞行性能和涡轮轴发动机特性的表述方法,建立了涡轮轴发动机的数学模型,并讨论了其解法与应用。基于发动机台架性能仿真程序对该模型进行简化,得到涡轮轴发动机工作过程的热力学模型。对发动机性能进行计算完成飞行性能仿真,应用结果表明该方法是可信、高效的。     

多分辨率建模航空武器装备体系对抗效能评估

根据多分辨率建模的思想,分析航空武器装备体系对抗的特点,提出基于多分辨率建模的航空武器装备体系对抗效能评估模型框架,通过体系对抗过程物理特性的分析提炼数学描述方法,基于主动元建模技术建立从高分辨率实体仿真模型的仿真元模型,探讨了对仿真元模型进行基于马尔科夫链的串联聚合和基于元胞自动机的空间聚合方法,提出效能评估多维矢量空间指标体系,研究结果对我军航空武器装备效能评估以及作战论证都具有一定的指导意义和参考价值.     

斜盘发动机热力过程分析与仿真

基于斜盘发动机结构参数,依次建立了其缸内工质状态模型、流率模型和散热损失模型,并对缸内工质质量、内能、压强和温度等热力学参数的变化趋势进行了仿真分析,得到了发动机稳态循环的示功图。仿真结果表明:所建立模型符合斜盘发动机六个热力过程。然后,对示功图进行分析,指出了提高发动机功率的途径。     

基于ELM的航空发动机故障诊断方法

以航空发动机主燃油泵为具体研究对象,提出了一种基于基于小波包能量比与极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的故障诊断方法。对于某型真实航空发动机,采用振动传感器感知发动机附件机匣的振动信号,对获取的发动机附件机匣的振动信号采用DB3小波包对其进行3层小波包分解,求出第3层各频带信号的能量作为原始信号的特征,构建特征向量。用求得的特征向量建立基于ELM的故障诊断模型,对航空发动机主燃油泵进行故障诊断技术研究。为表明该方法的有效性,还设计了基于BP神经网络的故障诊断模型,并对所构建的特征向量进行了诊断。试验结果表明,基于ELM故障诊断方法可以有效提高故障诊断的速度及准确率,具有很好的工程应用前景。     

基于自适应Kalman滤波算法的航空发动机可测参数及其偏离量估计

针对采用估计可测参数偏离量建立航空发动机机载自适应模型的方案中,可测参数偏离量估计的问题,引入了CA(Constant Acceleration)模型,建立了简化的可测参数状态方程和测量方程,采用自适应Kalman滤波算法直接估计可测参数,由估计出的可测参数与发动机非线性模型计算的额定值之差,获得可测参数偏离量.为解决因简化的状态模型系统误差较大,采用标准Kalman滤波会出现估计严重偏离真值的问题,分析了标准Kalman滤波准则和状态模型误差对滤波结果的影响,采用动态调整状态预报在滤波估计结果中权重的策略,给出了单因子自适应Kalman滤波算法准则及递推公式,使滤波估计准确.对不同的可测参数分别采取序列滤波的方法,减少了运算量.以仿真产生的发动机测量数据为例,对系统模型和所设计的算法进行验证,计算结果表明,所设计的滤波算法具有很快的收敛速度和计算速度,结果优于标准Kalman滤波算法,具有更好的估计精度和一定的工程应用价值.     

电液伺服系统的建模与仿真研究

研究了电液伺服系统的理论建模,引入了一个非线性状态空间模型来描述电液伺服系统的动态特性．并且应用了Matlab提供的模拟仿真工具Simulink实现了模拟仿真．通过仿真结果与实际系统的响应相比较,验证了理论模型描述实际电液伺服系统动态特性的准确性,为今后设计高质量的控制器打下了良好的基础．     

一维结构瞬态响应分析的传递函数方法

本文给出了一种求解一维结构瞬态响应问题的解析方法。通过对控制方程及其定解条件进行Ｌａｐｌａｃｅ变换，将问题写成状态空间形式，用传递函数法求得统一形式的解析解。通过Ｌａｐｌａｃｅ逆变换求得结构在时域内的瞬态响应。文中给出了一些一维结构动力响应问题的算例。     

基于SVPWM的军用储能电源双闭环模糊控制

传统整流器的接入会给电网带来大量谐波和无功污染,为了削减电网侧的电压谐波分量,提高军用储能电源充电系统的功率因数,提出一种基于空间电压矢量PWM的新型闭环控制方法。在建立三相电压型PWM整流器的数学模型的基础上,分析了储能电源整流环节的双闭环控制结构,引用模糊逻辑对双闭环控制方法进行改进,利用模糊比例积分(PI)控制算法设计电流内环,系统可以实现PI参数的自适应调整。通过仿真验证了该方法的有效性,采用双闭环模糊PI控制的PWM整流器可以实现单位功率因数运行,保证输出的直流电压稳定,抗干扰能力强,具有良好的动态响应。     

电液伺服系统的仿真与自校正PID控制器的设计

对一个试验用电液伺服系统进行了理论建模和仿真研究 ,引入了一个非线性状态方程模型来描述电液伺服系统的动态特性 .通过仿真结果与实际系统的响应相比较 ,验证了所建立的理论模型的准确性 .在此仿真模型基础上 ,设计了一个适用的自校正PID控制器 ,并且对其控制特性进行了仿真研究     

采用遗传算法的电控增压器电磁阀优化设计

运用Ansoft Maxwell软件建立电磁阀的动态响应特性仿真模型，并通过试验验证模型的准确性。利用模型集成ISIGHT软件的方法，对影响电磁阀动态响应特性的参数进行灵敏度分析，得出各个参数对动态响应特性的Pareto图。基于遗传算法对电磁阀进行多参数优化设计，获取最佳参数组合，并利用电磁阀动态响应特性试验台架，开展参数优化前后电磁阀动态响应特性的对比试验研究。试验结果表明：相比于原参数方案，参数优化后的电磁阀动态响应特性得到大幅度提升，其开启响应时间缩短了59.1%，关闭响应时间缩短了47.2%。     

高原环境对弹丸动态稳定性的影响

分析了高原环境低空气密度对弹丸动态稳定性的影响。给出了弹道坐标系中的力方程组和非滚转弹体坐标系中的力矩方程组,并通过线性化方法得到弹丸角运动的状态空间模型。列出了角运动状态矩阵的四个特征根,并利用复数平方根计算方法得到特征根实部的表达式。提出弹丸动态稳定性稳定因子的新定义,并证明新的动态稳定条件与传统的动态稳定条件是一致的。讨论了低空气密度对尾翼稳定弹和旋转稳定弹动态稳定性的影响,并通过仿真说明弹丸在高原条件和平原条件下的动态稳定性存在差异。     

Subspace dynamic‐simplex linear interpolation search for mixed‐integer black‐box optimization problems

Design and management of complex systems with both integer and continuous decision variables can be guided using mixed‐integer optimization models and analysis. We propose a new mixed‐integer black‐box optimization (MIBO) method, subspace dynamic‐simplex linear interpolation search (SD‐SLIS), for decision making problems in which system performance can only be evaluated with a computer black‐box model. Through a sequence of gradient‐type local searches in subspaces of solution space, SD‐SLIS is particularly efficient for such MIBO problems with scaling issues. We discuss the convergence conditions and properties of SD‐SLIS algorithms for a class of MIBO problems. Under mild conditions, SD‐SLIS is proved to converge to a stationary solution asymptotically. We apply SD‐SLIS to six example problems including two MIBO problems associated with petroleum field development projects. The algorithm performance of SD‐SLIS is compared with that of a state‐of‐the‐art direct‐search method, NOMAD, and that of a full space simplex interpolation search, Full‐SLIS. The numerical results suggest that SD‐SLIS solves the example problems efficiently and outperforms the compared methods for most of the example cases. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 64: 305–322, 2017     

考虑落角约束与驾驶仪特性的自适应RBF空间末制导律

为使大口径舰炮制导炮弹在打击近岸机动目标的末制导段满足落角约束,现考虑自动驾驶仪动态特性,基于自适应RBF逼近网络与动态面滑模提出一种空间末制导律。构建空间弹目相对运动模型,通过带改进微分跟踪器的扩张状态观测器估计目标加速度。为零化视线角跟踪误差与视线角速率,采用自适应指数趋近律设计非奇异终端滑模动态面,并运用自适应RBF逼近网络削弱控制指令抖振。通过Lyapunov第二法证明了全系统中视线角跟踪误差与视线角速率均最终一致有界。仿真实验表明：该末制导律使制导炮弹在空间中打击具有不同机动形式的近岸目标时,均具备良好的末制导性能。     

条（环）状干摩擦阻尼器的微滑移数值模型

提出一种求解弹性条(环)状阻尼器微滑移接触运动的数值方法。将阻尼器和外部激励历程在空间和时间上离散,将相同数量的干摩擦触点布置于离散阻尼器上;把接触运动判据应用到各离散接触点,确定其运动状态并修正刚度矩阵,求解整个阻尼器的平衡方程。该方法避免了有限元软件求解含摩擦接触问题的迭代过程,从而保证了求解的可执行性。同时,克服了微滑移模型理论解法对法向载荷分布规律及载荷时变性的限制,为求解具有局部性以及时变性的法向载荷的结构动态响应提供了更为精确的边界条件,从而可提高结构频响分析的准确性。应用多谐波平衡法分别计算宏滑移和微滑移阻尼器约束下的结构动态响应,发现在结构减振中,微滑移模型能够适应更宽范围的法向力。