一种基于观测器的自修复飞行控制系统设计

故障检测与隔离(FDI)、控制律重构是自修复飞行控制系统设计的重要内容.在自修复飞行控制系统设计中,利用观测器,设计了针对传感器的故障进行检测的方法,可使检测效果在一定的条件下,对系统参数变化不敏感,具有较好的鲁棒性;此外,当飞机操纵机构发生故障时,利用观测器,设计了基于线性模型跟随控制进行飞行重构控制的方法,使得当状态变量不能测量时的控制系统得以物理实现.最后,给出了仿真实例,结果表明了该方法的可行性和有效性.     

基于χ~2检验的惯性/卫星紧耦合系统故障检测与隔离方法

研究了一种基于χ~2检验的惯性/卫星紧耦合系统故障检测与隔离方法,该方法可利用故障检测函数自动识别单个卫导故障,并实时剔除故障星重构观测信息序列,从而避免了对紧耦合系统的影响。构建数字化仿真环境对所研究的故障检测与隔离方法进行了仿真,仿真结果表明,该方法可在卫星发生故障时及时检测并隔离故障星,并自动实现观测信息重构,保证了紧耦合系统的精度和完好性。     

组网雷达跟踪系统的类结构设计

本文基于面向对象设计思想,建立了组网雷达跟踪系统的三种类,即：１）传感器／目标类;２）跟踪算法类;３）融合跟踪控制类,并在分布式Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ计算机系统的网络计算平台上开发了组网雷达跟踪软件系统。该系统可实时、有效地跟踪飞行目标;在恶劣的环境下,具有扩充、重建和重组能力,保证了目标跟踪精度的高质量     

基于正交试验法的冗余捷联惯组故障诊断实验方法研究

冗余捷联惯组是运载火箭控制系统的重要设备,需要对其进行故障检测和隔离以保证系统正常工作,所应用的故障检测算法需要进行有效性评估。由于惯组器件配置和故障形式的多样性,所有故障情形进行逐一测试不可能的,因此提出利用正交试验法安排实验,对广义似然比故障检测算法进行性能检测。试验结果表明应用正交试验实现了故障情形的良好覆盖性,有效减少了试验次数,并且从测试数据中验证了故障检测算法的有效性。     

伪逆法在飞控系统自修复控制中的应用

研究了飞机在操纵面损伤或卡死故障情况下使用伪逆法进行自修复控制律重构的方法。提出了一种新的飞机单舵面故障的注入形式,引入了交联因子,并分别对飞机舵面卡死和损伤故障进行了建模,给出了数字实时仿真结果,验证了在单舵面故障情况下伪逆重构算法可以快速收敛到飞行正常状态。这种算法简单可行,实时性好。     

基于SPRT的组合导航故障检测与隔离互辅算法

针对SPRT(序贯概率比检验)算法无法准确判断缓变故障结束时间的问题,提出了一种故障检测与隔离互辅算法。采用SPRT算法对滤波残差进行故障检测,确认故障后隔离故障观测量,重新建立卡尔曼滤波观测方程并完成量测更新,将隔离后的滤波结果作为下一时刻的滤波初值辅助故障检测。仿真结果表明,该方法能准确定位故障观测量并判断出故障的结束时间,提高了系统可靠性。     

战术导弹连射试验测控软件关键技术

针对导弹的多发连射试验,在单发导弹飞行试验实时测控软件系统的基础上,研究了I/O缓冲设置、多发射信号的接收与识别、第n发导弹数据处理时机等关键技术.解决了研发用于战术导弹连射试验测控软件系统中的多项难题,使得靶场实时测控软件系统能够满足多发导弹连射试验的航区安全控制需要.     

中心计算机测控软件系统实时过程监测研究

根据航天测控领域对中心计算机测控软件系统进行实时监测的实际需求,结合基于UNIX平台的实时测控软件系统具有的多进程多线程并发运行、信息流量大、接口关系复杂、实时性强、可靠性高等特点,在仿真终端配置方案支持下,采用监测模型、网络SOCKET编程、数字地图制作等技术,研制了以图形、曲线、图表等方式监测被测目标飞行过程及中心计算机测控软件运行状态的监测软件.该软件为靶场提供了有效的监测手段.监测软件的应用对确保中心计算机的可靠运行、高效地完成飞行试验任务具有重要意义.     

基于迭代学习观测器的无人机故障鲁棒控制

针对无人机在飞行时存在执行机构故障和外界干扰问题,建立了无人机的动力学模型和系统发生执行器故障时的模型,提出了一种将迭代学习观测器和鲁棒自适应控制相结合的容错控制方法.利用迭代故障观测器去观测无人机控制系统的状态并通过迭代实时跟踪执行器故障,给出了该观测器的收敛性分析,并在此基础上设计基于自适应增益的趋近律,实现系统鲁棒自适应控制.进一步基于Lyapunov方法从理论上证明了设计的容错控制器的鲁棒稳定性.使用无人机控制系统对方法进行验证,仿真结果验证了方法的有效性.     

基于STK的弹箭半实物飞行实时可视化仿真

随着信息化时代的到来,在先前所建立的弹箭半实物飞行实时仿真系统的基础上,研究了弹箭飞行的实时可视化方案。因此,在弹箭半实物飞行的Windows+RTX实时仿真系统下实现与STK软件的RT3模块的实时数据传输与控制,从而实现弹箭飞行的实时可视化。结果表明:基于STK建立的弹箭半实物仿真实时可视化系统,可以在STK窗口看到弹箭飞行姿态和轨迹的变化,通过对姿态和轨迹进行分析,可以得到该可视化系统满足需要的实时性要求。     

用故障树分析法排除柴油机监控系统故障

对某型舰艇柴油机监控系统运行中发现的三个故障现象,应用故障树分析法,构筑相应故障树,在此基础上进行逐项测试检查,最终完成了故障定位,修理后成功地排除了所有故障.     

并行程序运行故障原因识别

高性能计算系统的复杂性和规模的不断增长使得系统的平均无故障时间越来越短,因此系统的硬软件故障导致并行程序运行出错的概率随之增加。此外,并行程序本身可能存在的编程错误也会导致运行出错。由于处理上述两类故障原因的措施迥异,所以在程序运行出现故障时,用户需要关注故障原因的类别。针对这一问题,设计和实现了一种基于作业管理系统Slurm的并行程序运行故障原因识别系统。通过对Slurm进行扩展,监控作业状态,重提交和重运行作业。根据作业运行结果,区分故障原因类别。故障注入方式进行的实验表明,该系统具有较高的识别准确率。     

卫星导航系统的体系安全性分析方法

为了应对卫星导航系统内部复杂关系等体系特征为其安全分析带来的挑战、全面识别和分析卫星导航系统面临的体系安全威胁、提高系统的安全性和服务能力,基于功能依赖网络分析理论提出了从体系角度研究卫星导航系统安全性的建模方法,重点对导航系统内组件系统之间交互关系导致的危险传播、任意失效组合进行了后果分析和原因调查。仿真结果表明该方法能清晰地描述危险传播和失效组合的过程以及进行正逆向的推理分析,也证明了该方法在卫星导航系统安全分析问题上的潜力和适用性。     

A dynamic-programming approach to continuous-review obsolescent inventory problems

Inventory models of modern production and service operations should take into consideration possible exogenous failures or the abrupt decline of demand resulting from obsolescence. This article analyzes continuous-review versions of the classical obsolescence problem in inventory theory. We assume a deterministic demand model and general continuous random times to obsolescence (“failure”). Using continuous dynamic programming, we investigate structural properties of the problem and propose explicit and workable solution techniques. These techniques apply to two fairly wide (and sometimes overlapping) classes of failure distributions: those which are increasing in failure rate and those which have finite support. Consequently, several specific failure processes in continuous time are given exact solutions. © 1997 John Wiley & Sons, Inc. Naval Research Logistics 44: 757–774, 1997     

某型导弹飞行掉弹故障分析与验证研究

针对某型导弹飞行掉弹故障,依据导弹武器系统组成结构,采用FTA方法,研究了故障模式与故障部位,并通过试验对故障定位进行了验证;分析了故障产生的原因与机理,提出了避免该类故障的相应措施.     

不同故障模式下的可靠性优化问题

以阀门流体系统为例 ,通过理论分析与数值计算 ,讨论了组成单元具有多个故障模式情形的系统可靠性优化问题 ,对传统的冗余技术作了进一步的发展 ,确立了考虑不同故障模式时可靠性优化的一般模型 ,最后得到了必须根据不同故障模式比率确定配置方式的结论     

When are observed failures more informative than observed survivals?

A framework involving independent competing risks permits observing failures due to a specific cause and failures due to a competing cause, which constitute survival times from the cause of primary interest. Is observing more failures more informative than observing survivals? Intuitively, due to the definitiveness of failures, the answer seems to be the former. However, it has been shown before that this intuition holds when estimating the mean but not the failure rate of the exponential model with a gamma prior distribution for the failure rate. In this article, we address this question at a more general level. We show that for a certain class of distributions failures can be more informative than survivals for prediction of life length and vice versa for some others. We also show that for a large class of lifetime models, failure is less informative than survival for estimating the proportional hazards parameter with gamma, Jeffreys, and uniform priors. We further show that, for this class of lifetime models, on average, failure is more informative than survival for parameter estimation and for prediction. These results imply that the inferential purpose and properties of the lifetime distribution are germane for conducting life tests. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2013     

节点非独立失效下的局域网可靠性建模与分析

以具有层次结构的局域网作为拓扑模型,考虑共因失效和关联失效这2类节点非独立失效事件发生的情况,建立了交换机节点失效模型来模拟交换机失效,利用Monte-Carlo仿真算法近似计算出网络的两端可靠性,研究2种共因失效事件和3种关联失效事件对网络端端可靠性的影响。结果表明:因资源节点出现故障和协议层出现错误而导致交换机失效的共因失效事件均会降低网络可靠性,且资源节点失效概率或协议层失效概率越大,网络可靠性越低;而由于使用了热备份技术、堆叠技术以及发生广播风暴导致的关联失效事件,即使节点独立失效概率很小,只要相关因数足够大,故障都会快速传播,导致网络可靠性迅速下降。     

Testing of software with an operational profile

One of the important features of any software system is its operational profile. This is simply the set of all operations that a software is designed to perform and the occurence probabilities of these operations. We present a new model on optimal software testing such that testing is done sequentially using a set of test cases. There may be failures due to the operations in each of these cases. The model parameters, consisting of testing costs and failure rates, all depend on the cases used and the operations performed. Our aim is to find the optimal testing durations in all of the cases in order to minimize the total expected cost. This problem leads to interesting decision models involving nonlinear programming formulations that possess explicit analytical solutions under reasonable assumptions. © 2000 John Wiley & Sons, Inc., Naval Research Logistics 47: 620–634, 2000     

导弹作战效能仿真评估系统体系结构

为得到可信度较高的导弹效能评估指标，必须建立相应配套的模型体系，利用模型进行仿真以支撑效能指标的获取。导弹效能仿真评估系统具有复杂的算法／模型／软件系统结构。体系结构技术是解决系统结构关系复杂度的技术。本文在借鉴了软件体系结构思想的基础上，提出了适于导弹效能评估的系统体系结构框架。