基于云模型的空管安全运行保障能力评价

空管安全运行保障能力对空管安全运营具有非常重要的影响。考虑影响空管安全运行保障能力的各种因素的模糊性和随机性,引入云模型理论对空管安全运行保障能力实现定量评价;基于空管安全运行管理的特点,构建空管安全运行保障能力的评价指标体系,应用排队理论对评价指标进行权重赋值,以克服主观因素对权重赋值的影响;通过逆向云发生器计算空管安全运行保障能力评价指标的云数字特征,得到安全运行保障能力的评价云。通过实例应用进行验证,结果表明：云模型能够对空管安全运行保障能力进行整体准确评价,并能找出影响保障能力的主要环节,有助于空管部门采取针对性措施提高保障能力。     

航空发动机控制系统传感器FDIA系统仿真

基于卡尔曼滤波器组,建立了航空发动机控制系统传感器故障诊断系统,实现了对单个传感器故障的检测、隔离与重构(FDIA),确保了发动机控制系统即使在传感器故障发生的情况下,依然能安全可靠地工作.同时利用Simulink建立一个通用的发动机传感器故障诊断仿真平台,在此仿真平台上,对故障的诊断进行仿真验证,并分析了测量噪声对故障诊断系统性能的影响,为发动机在线传感器故障诊断系统的实现提供理论依据.      

直升机应急漂浮系统传感器模块可靠性分析

直升机应急漂浮系统是直升机海上救生的主要装备之一,对其传感器模块进行可靠性分析,对保证直 升机应急漂浮系统安全运行、坠水过程中可靠触发至关重要。在充分了解非同型单元k/n(G)表决系统的基础 上,通过 Matlab/Simulink搭建不同逻辑关系下传感器模块的蒙特卡罗模拟平台,并进行相应模拟与理论计算。 结果表明:将蒙特卡罗模拟应用于传感器模块的可靠性分析具有一定的可行性与有效性;依据功能危险性分析 相应结论,并结合可靠性分析结果,该直升机应急漂浮系统传感器模块选择3/5表决系统最为合适。研究结果可为后续相似模块的逻辑关系选择与可靠性设计提供技术路线。     

一种检测机场跑道辅助飞机着陆的系统设计

跑道作为机场的关键设施,是飞机着陆和减速滑行的区域,通过视觉定位方法计算飞机相对跑道的位置,可以作为辅助飞机快速平稳着陆的一种思路。视觉传感器所需成本较低,对安装环境要求不高,本文旨在设计一个仅靠视觉传感器对飞机进行定位的辅助着陆系统,运用目标检测和视觉定位两个模型,计算飞机相对跑道的位置。首先搭建出等比例微缩的机场跑道模型,视觉传感器产生运动模拟飞机飞行路径,目标检测模型通过机载视觉传感器获取的图像识别出跑道区域,随后视觉定位模型提取图像中跑道区域特征点,计算飞机相对跑道的位置。分别对目标检测和视觉定位两部分的实现原理及难点进行阐述,尝试将目标检测和视觉定位结合起来实现飞机降落时的定位,描述辅助着陆系统设计的整体思路。     

Agent-based effectiveness evaluation method and impact analysis of airborne laser weapon system in cooperation combat

The laser weapons will play a special role in the future high-tech war. To study the impact of airborne laser weapon on the System-of-System (SoS) effectiveness in cooperative combat, this paper proposes an indicator construction method based on the combination of the weapon capability indicator system and the combat simulation. The indicator system of capability is divided into 4 layers by the bottom-to-up generation mechanism of indicators. It can describe the logical relationship between the indicator layers from a qualitative perspective. Together with the 4 layers capability indicator system, a hierarchical framework of airborne laser weapon is established by the agent-based modeling and simulation. Impact analyses show that the SoS effectiveness improves with the increase of the laser weapon output power, the laser launcher diameter, and the photoelectric sensor pixel. But the SoS effectiveness promotion brought by the photoelectric sensor pixel is limited. The results can be used for the development of tactical airborne laser weapon.     

水族箱自动加氧系统的设计

传统的水族箱在进行加氧时具有机械性,需要多次的人工开停操作,已不适应现代的生活方式。本文介绍了一种由TH-2型水氧传感器,51单片机,模数转换器及其外围电路组成的水族箱自动加氧系统,实验证明该系统具有优良的性能和简捷的操作,节省了人工和电耗。     

基于可靠性分析的立方星网络维护架构优化

立方星编队或星座构成分布式空间传感器网络，可提高立方星执行复杂空间任务的能力。然而立方星易发生故障，其故障时间不确定性也导致了传感器网络性能的不稳定，这凸显了对立方星网络进行在轨维护的重要性。考虑立方星传感器网络的功能维持问题，描述了一种网络维护架构，通过定期发射、在轨备份立方星以及时更换故障立方星，从而提高网络对单星随机失效事件的快速响应与恢复能力。建立了该架构的运行成本模型，包括固定成本、储存成本和短缺成本。收集整理了真实的立方星寿命数据，并使用最大化拟合优度参数估计方法得到最优立方星寿命的随机模型。采用基于蒙特卡罗仿真的遗传算法优化备用立方星的补给时刻和补给数量，在备份成本与系统性能下降所带来的损失之间进行权衡，使得系统的综合收益最优。     

全金属电感式接近传感器的关键技术及应用

电感式接近传感器是一种非接触测量的位置传感器,具有工作可靠、性能稳定、重复定位精度高、无机械磨损、使用寿命长、无火花、无噪音、抗干扰能力强、环境适应性强等突出优点。文中主要论述了全金属密封的电感式接近传感器的工作原理、等效电感的测试方法、关键技术和解决途径及其在军工领域的应用。     

涡扇发动机传感器故障诊断的快速原型实时仿真

为快速高效地完成涡扇发动机传感器故障诊断算法的硬件在环仿真试验,构建了以NI CompactRIO为核心的传感器故障诊断系统的快速原型实时仿真平台.基于一簇卡尔曼滤波器,在LabVIEW编程环境中建立了传感器故障诊断系统.分别在涡扇发动机模型稳态和动态工作时完成了对单个传感器故障的检测、隔离和重构的硬件在环仿真试验并验证了算法精度.经过大量试验,结果表明:基于卡尔曼滤波器理论的诊断算法能在传感器故障情况下确保控制系统安全运行,诊断精度最高可达1.4%;同时表明,该快速原型实时仿真平台的设计是成功的.研究工作为发动机传感器故障诊断系统的半物理仿真试验奠定了基础.      

应急通信中WSN系统模型及性能评价指标体系研究

应急通信环境复杂多变,对无线传感网的服务能力提出了更高要求。本文给出了一种适用于应急通信的WSN的系统模型,并就网络拓扑、部署方式、感知模型、能耗模型以及覆盖和连通性进行了说明。然后,在介绍常规网络服务评价指标的基础上,归纳总结WSN的性能评价指标体系。最后,对全文进行了小结。     

Radiation transmission in adverse weather

A simplified practical approach to determining the effects of weather on the transmission of radiation at visible, infrared (IR), and millimetre (mm) wavelengths, with particular reference to the aircraft landing problem, is outlined. Passive landing systems are studied. Landing categories related to visibility are defined. An extinction coefficient used to relate the effect of the atmosphere on the radiation detected by the human eye (or an imaging sensor onboard the aircraft) to the landing category and the calculation of this coefficient are discussed. The approach makes use of data from openly available literature. Results have been found useful in indicating the effects of adverse weather on imaging sensor performance for an enhanced vision aircraft-mounted landing system. As an example of the technique, the method of determining the extinction coefficients in fog for infrared radiation is outlined     

基于虚拟四目的立体视觉固定飞行昆虫运动参数测量系统

提出了基于单摄像机的测量高扇翅频昆虫飞行运动参数的虚拟四目立体视觉测量系统。文章首先分析了虚拟测量系统原理和立体视觉测量原理,并指出了采用虚拟四目立体视觉测量系统测量昆虫运动参数的必要性,最后给出了基于多平面的虚拟四目立体视觉测量系统的标定方法和实验结果。实验结果表明利用该测量系统可以较好的恢复昆虫双侧翅膀的运动信息,极大的降低了系统成本。     

多个MEMS惯性姿态模块同时标定方法研究

针对MEMS 惯性姿态模块的应用需求, 根据已有的MEMS 三轴加速度计和 三轴陀螺仪的零偏、标度因子和非正交等误差及其随温度的变化模型, 设计了多个 MEMS 惯性姿态模块误差同时标定的方法,该方法可实现多个模块传感器数据的同步采 集,在常温下可对多个MEMS 惯性姿态模块的非正交误差进行批量标定,在全温度范围 内同时标定多个模块的温度漂移误差。试验表明,该方法校正了MEMS 惯性传感器的非 正交误差和温度漂移误差,提高了MEMS 惯性传感器的精度,同时提高了标定的效率, 减少了标定成本,有利于工程实现。     

Smart sensor Web: tactical battlefield visualization using sensor fusion

Smart sensor Web (SSW) is a recent DUSD (S&T) initiative inspired by extraordinary technological advances in sensors and microelectronics and by the emergence of the Internet as a real-time communication tool. The overall vision for SSW is an intelligent, Web-centric distribution and fusion of sensor information that provides greatly enhanced situational awareness, on demand, to warfighters at lower echelons. Emphasis is on multi-sensor fusion of large arrays of local sensors, joined with other assets, to provide real-time imagery, weather, targeting information, mission planning, and simulations for military operations on land, sea, and air. This paper gives an overview of this new initiative, highlights some of the technology challenges in sensor/information fusion, and presents a program approach for near-term demonstrations and long-term solutions, involving the DoD, National Labs, commercial industry, and academia.     

基于改进FRAM的民机系统安全性分析

民机安全性分析的重要内容之一是系统运行过程分析，现有的运营安全性分析模型大多没有综合考虑人、飞机、运行环境等各类影响安全性的因素。本文综合考虑系统安全性分析功能间的时间、控制、资源、前提等影响，更加细致地分析影响系统安全运行的因素，建立了全面且规范化定量化安全性分析模型。运用功能可变性描述规则（RFV）、层次分析法（AHP）对功能共振分析法（FRAM）进行改进，建立民机系统安全性综合分析模型。使用模型还原143号班机安全运行所需条件，分析得出应重点防范的耦合变异与功能失效，且扩展了原事故调查报告结论，表明了该模型的可行性，提出的理论模型可为航空公司在运营系统安全性方面提供理论参考和技术支持。     

民用飞机情景识别系统试飞研究

由于平视显示器(HUD)、视景增强系统(EVS)以及合成视景系统(SVS)优秀的情景显示能力,HUD与EVS、SVS结合使用将显著提高飞行机组情景识别以及态势感知能力。同时,HUD与自动着陆系统结合使用可降低着陆和起飞时的最低天气标准。随着机组情景识别能力的提高,必须提出高效的试飞方法来验证情景识别系统的适航符合性,在分析EVS、SVS与HUD结合使用的基础上,提出综合的优化的民用飞机机组情景识别系统试飞方法以及基于任务的符合性判据。     

先进战斗机生命保障系统

生命保障系统为适应新型战斗机发展需求,围绕"以人为保障对象"系统特征,采用基于系统工程的需求/功能分析方法,从飞机总体、生理、六性、飞管、任务等需求出发,提出系统需求,开展需求分析向工程实践转化研究,确定分解了系统、成品的设计及指标要求。通过系统架构优化、提高快速响应能力研究,建立大系统综合的系统架构。基于数据共享、控制融合的飞管平台以及氧气介质传感器技术,结合六性、FMECA和FTA,开展数字协同环境下生命保障系统综合设计,系统电子信息化程度取得突破,具备高度综合的全数字显示与控制、自主诊断和状态监测能力,获得高效维修保障能力,为实现玻璃化座舱、快速出动、快速布防、跨区域作战、自主保障提供有力支撑。     

Nonstochastic adaptive decision fusion in distributed-detection systems

Implementing the optimal Neyman-Pearson (NP) fusion rule in distributed detection systems requires the sensor error probabilities to be a priori known and constant during the system operation. Such a requirement is practically impossible to fulfil for every resolution cell in a multiflying target multisensor environment. The true performance of the fusion center is often worse than expected due to fluctuations of the observed environment and instabilities of sensor thresholds. This work considers a nonparametric data fusion situation in which the fusion center knows only the number of the sensors, but ignores their error probabilities and cannot control their thresholds. A data adaptive approach to the problem is adopted, and combining P reports from Q independent distributed sensors through a least squares (LS) formulation to make a global decision is investigated. Such a fusion scheme does not entail strict stationarity of the noise environment nor strict invariance of the sensor error probabilities as is required in the NP formulation. The LS fusion scheme is analyzed in detail to simplify its form and determine its asymptotic behavior. Conditions of performance improvement as P increases and of quickness of such improvement are found. These conditions are usually valid in netted radar surveillance systems.     

大型飞机座舱温度控制系统控制律设计

大型飞机座舱温度控制系统具有温度控制非线性、强耦合、大迟滞性等特点,对控制律设计提出很高要求。根据系统设计要求,结合执行机构动作特性,提出了一种新型座舱温度控制律。系统控制方案采用压气机出口温度控制、组件出口温度控制、座舱供气温度控制和座舱区域温度控制四级控制;压气机出口温度目标值根据大气环境温度确定,座舱供气温度目标值根据座舱区域温度控制误差确定,组件出口温度目标值根据座舱供气温度目标值中的最小值确定;使用专家比例-积分-微分(PID)控制方法设计各级温度控制器,温度控制器的设计融入了解耦控制算法和系统保护控制逻辑,控制周期由各级温度控制响应特性确定。系统地面试验与飞行试验结果显示,该座舱温度控制系统响应速度快,抗干扰能力强,控制精度高,满足系统设计要求。     

Smart Sensor Web: Web-based exploitation of sensor fusion forvisualization of the tactical battlefield

Smart Sensor Web (SSW) is a recent DUSD (S&T) initiative inspired by extraordinary technological advances in sensors and microelectronics and by the emergence of the Internet as a real time communication tool. The overall vision for SSW is an intelligent, Web-centric distribution and fusion of sensor information that provides greatly enhanced situational awareness, on demand, to warfighters at lower echelons. Emphasis is on multi-sensor fusion of large arrays of local sensors, joined with other assets, to provide real-time imagery, weather, targeting information, mission planning, and simulations for military operations on land, sea, and air. This paper gives an overview of this new initiative, highlights some of the technology challenges in sensor/information Fusion, and presents a program approach for near-term demonstrations and long-term solutions, involving the DoD, National Labs, commercial industry, and academia