Adaptive fault-tolerant control based on boundary estimation for space robot under joint actuator faults and uncertain parameters

Since the joint actuator of the space robot executes the control instructions frequently in the harsh space environment, it is prone to the partial loss of control effectiveness (PLCE) fault. An adaptive fault-tolerant control algorithm is designed for a space robot system with the uncertain parameters and the PLCE actuator faults. The mathematical model of the system is established based on the Lagrange method, and the PLCE actuator fault is described as an effectiveness factor. The lower bound of the effectiveness factors and the upper bound of the uncertain parameters are estimated by an adaptive strategy, and the estimated value is fed back to the control algorithm. Compared with the traditional fault-tolerant algorithms, the proposed algorithm does not need to predetermine the lower bound of the effectiveness factor, hence it is more in line with the actual engineering application. It is proved that the algorithm can guarantee the stability of the closed-loop system based on the Lyapunov function method. The numerical simulation results show that the proposed algorithm can not only compensate for the uncertain parameters, but also can tolerate the PLCE actuator faults effectively, which verifies the effectiveness and superiority of the control scheme.     

A worst‐case formulation for constrained ranking and selection with input uncertainty

In this research, we consider robust simulation optimization with stochastic constraints. In particular, we focus on the ranking and selection problem in which the computing time is sufficient to evaluate all the designs (solutions) under consideration. Given a fixed simulation budget, we aim at maximizing the probability of correct selection (PCS) for the best feasible design, where the objective and constraint measures are assessed by their worst‐case performances. To simplify the complexity of PCS, we develop an approximated probability measure and derive the asymptotic optimality condition (optimality condition as the simulation budget goes to infinity) of the resulting problem. A sequential selection procedure is then designed within the optimal computing budget allocation framework. The high efficiency of the proposed procedure is tested via a number of numerical examples. In addition, we provide some useful insights into the efficiency of a budget allocation procedure.     

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。     

混合不确定条件下航空不安全事件量化分析方法

为解决不确定条件下航空不安全事件量化分析的难题,基于随机和模糊理论对影响飞行安全的主客观变量进行了混合不确定描述,将难以用概率表示的主观变量处理成为隶属度λ水平截集上服从均匀分布的随机变量。在此基础上,提出了混合不确定条件下航空安全指标和数值计算方法,所提指标和方法能够简洁、直观、准确地反映航空安全水平。通过航空安全领域普遍采用的Bow-tie模型对轮胎爆破事件安全性指标和隶属度关系进行仿真分析。结果表明:将不确定变量控制在一定隶属度水平,能显著提高航空安全指标。     

快速航天发射现状与建设

快速航天发射以其响应快、成本低等优势,能较好地满足军民商快速太空进入的需求。概述了快速航天发射军用牵引、商用助推的发展特点,分析了未来军民商领域对快速航天发射的新需求。归纳了快速航天发射的发展历程和发展模式,分析了美军太空军事演习对快速航天发射的促进作用。基于美国在快速进入太空的需求评估、技术发展、管理制度等方面取得的经验教训,探讨我国快速航天发射的主要制约因素。针对美国新太空战略威慑和太空霸权,为我国快速航天发射力量建设提出相应的发展建议。     

战斗部虚拟试验贝叶斯线性校准预测方法

聚能装药战斗部射虚拟试验中,射流穿深对靶板材料模型参数较敏感。为建立较准确实用的射流穿深预测模型,提出一种贝叶斯线性校准方法,建立物理过程真实值、模型预测值和试验测量值间的统计关系,结合有限的试验数据,校准未知模型参数。实例分析表明,该方法可较好地解决包含各种不确定性的大型复杂计算模型的参数校准问题。     

一种定征层状平面结构界面粘接强度的兰姆波方法

置于层状平面结构表面的斜劈超声换能器被用于激发和接收多模兰姆波。文章首先分析了采用多模兰姆波的幅频特性定征界面粘接强度的可行性。基于Ritec-SNAP 超声测量系统,建立了采用兰姆波方法定征层状结构界面粘接强度的实验系统。对于给定的层状平面结构,将粘接层的固化过程用于模拟粘接层界面强度的变化过程。对于不同的粘接层固化时间,实验测得的多模兰姆波幅频曲线明显不同。借助于声——超声技术中的应力波因子,给出了兰姆波应力波因子的定义。实验结果显示,兰姆波应力波因子与间接表示界面粘接强度的固化时间之间存在确定的单调对应关系,表明将多模兰姆波的应力波因子用于定征层状平面结构的界面粘接强度是可行的。     

地面防空兵力配置的不确定性作战效能模型研究

针对现代防空作战环境包含大量不确定性因素的特点,运用地面防空兵战术学、不确定性信息理论和未确知数学理论,探讨地面防空兵力配置的不确定性作战效能问题。设计了能同时处理随机信息、未确知信息的不确定性模型,该模型以指挥员对敌机进袭的主要方向、临空投弹线、投射精确制导炸弹的位置和巡航导弹的进袭航线的主观判断,并以随机变量、未确知有理数的形式作为输入,经未确知期望的计算,得到反映守点、控线、前出战法兵力配置的作战效能值及其可信度。结合一实例进行分析和计算,显示该模型较为贴近实际,体现了从定性到定量分析的系统工程方法的特点。     

浅析加氢精制喷气燃料银片腐蚀的影响因素

硫化氢和元素硫是直接造成加氢精制生产过程中银片腐蚀不合格的物质.从生产环节入手,对汽提效果、非计划停工、原料性质、水、生产设备对3号喷气燃料银片腐蚀的影响进行了分析,并对生产中存在的问题提出了用精制油代替粗汽油作冷回流介质,用氢气代替水蒸气作汽提介质等整改措施.     

寿命周期费用估算中的敏感度分析

针对寿命周期费用估算和分析时存在的费用不确定性,需要对关键参数进行敏感度分析,否则会影响到结果的正确性.通过分析引起费用不确定性的因素,阐述了敏感度分析的内涵和分析步聚.为了验证该方法,举出示例加以说明.认为:敏感度分析的费用估算与分析中的运用,将对合理决策产生重要作用.