CPS技术及在航空工业中的应用

从系统的视角分析CPS的演进和发展,提出CPS呈现出系统之系统的架构新趋势;对CPS的5C架构进行了逐层分析,剖析CPS的内涵和特征;从系统要素和业务分层两个维度分析航空CPS的架构,指出提炼业务智能和制造智能是实施航空CPS的核心;提出架构方法和系统工程方法是实施航空CPS的核心方法;基于对航空CPS应用现状的分析,对航空工业CPS云的架构和规划进行了展望.     

一种多CPS协同机制的设计研究

近年来,赛博物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)随着工业4.0、智能制造的提出而成为行业热点话题,多CPS系统的智能互联是构成当今物联网(The Internet of Things & Services,IOTS)的基础.重点探索多个CPS之间的协同机制,提出了基于总线型智能探头的多CPS互联互通模型以完成多CPS间的通信.在中航工业成飞数控加工厂建立了一套总线型CPS模型,实现了核心协议设计及编码设计,通过车间内各个MES子系统能够充分实现互联互通,以证明设计方法的可行性.     

数控机床智能监控CPS构建技术研究

提出了一种基于服务的数控机床智能监控CPS体系结构框架。在此基础上,对感控层、网络层、资源服务层及决策应用层进行结构划分,对各层功能及涉及的主要技术进行了探讨,最后以一个建设中的数控机床智能监控CPS系统为例,对数控加工智能监控CPS 4层体系结构及关键技术解决途径进行了研究。     

高安全分区信息物理系统的仿真验证研究

信息物理系统(CPS)强调借助网络对物理世界的感知和控制,往往系统规模较大、结构复杂,通常重视对系统开发前、中期的验证工作,而高安全的CPS对验证的要求更高。在实现分区调度、通信等服务的基础上,通过构建Windows平台上的模拟分区环境,我们完成了某高安全信息物理系统的建模,检验系统设计的可调度性、故障恢复能力等行为特性,从而验证了研究方法的合理性和正确性。     

飞机智能化装配关键技术

诠释了智能制造的概念内涵和基本特征,对德国工业4.0和CPS(Cyber-Physical Systems)技术进行了研究,分析了我国航空制造业发展智能化装配存在的主要差距,重点论述了我国飞机智能化装配发展的主要思路和关键技术。对我国航空技术智能化发展具有一定指导意义。     

实践“工业4.0”的关键技术与思考

<正>通过解读"工业4.0",重点分析其战略愿景和实践"工业4.0"构建数字化工厂所采用的理念、方法和工具,阐述了基于CPS、以整合两个PLM(产品和生产)为主线的技术发展脉络,以期为中国制造业两化深度融合提供先进的IT架构、工业软件体系和工业自动化应用技术等的借鉴。新一轮工业革命中,发达工业国家都积极推进先进的战略措施,重塑在制造业的领先地位。尤其德国政府联合产业界和学术界开展的以赛博-物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)建设和应用为核心的     

飞机装配的数字化与智能化

对数字化装配技术及其应用进行回顾、总结,介绍了数字化装配技术的典型应用和关键技术.分析了智能装配的基本特征,指出了智能感知、实时分析、自主决策、精准执行所涉及的关键技术,并给出一种基于CPS(CyberPhysical System)的飞机智能装配系统总体架构.     

实时数据驱动的飞机大修过程精准管控方法

本文结合CPS技术，面向飞机大修过程的实时感知、动态响应和精准管控提出了实时数据驱动的飞机大修过程精准管控框架。以某飞机大修车间为背景，设计开发了飞机大修过程执行管控系统，并以飞机大修过程的返工应用场景为例进行了应用分析。     

GPS仿真器设计

GPS是当今世界运行最为广泛的卫星定位、导航系统,研究GPS仿真器的设计,从而为飞机模拟器提供虚拟定位数据具有重要的现实意义.通过GPS卫星星座运动分析、最佳定位四颗星选择和GPS接收机设计,将由飞机仿真计算机得到的飞机位置信息转换成CPS信号输入飞控计算机,以实现GPS导航仿真实验.     

GPS的发展,应用及前景

一 引言 随着Navstar GPS(导航星全球定位系统)不断增加卫星配置,国际上争夺GPS(全球定位系统)的市场也日趋激烈。现在,世界上已有60多家公司进行GPS的开发、研制和生产。有的公司发挥原有技术的优势,有的公司不惜耗资引进其它公司的先进技术,其目的都是要开发适合各种不同用途的CPS,以便在未来的GPS市场中占有重要一席。     

有翼高超声速再入飞行器气动设计难点问题

有翼高超声速再入飞行器是近年来的研究热点,气动设计是飞行器设计的关键。为了更清楚地认识有翼高超声速再入飞行器气动设计的难点问题,对有翼高超声速再入飞行器的发展、优势及总体任务剖面进行了介绍,从5个方面详细介绍了该类飞行器气动设计的难点问题,包括多约束复杂面对称气动布局设计、高温真实气体效应对气动特性影响、天地差异与天地换算方法、反作用控制系统(RCS)喷流干扰对气动特性的影响以及气动数据不确定度等,简要阐明了这些难点问题对总体设计的重要性以及初步的解决思路,为有翼高超声速再入飞行器气动设计提供了一些参考。     

ν-gap度量及其在飞行控制律评估中的应用

 传统控制律评估方法主要用于单输入单输出（SISO）系统，且对模型参数摄动考虑不够全面,针对这些不足，研究了ν-gap度量方法。在介绍系统广义稳定裕度相关概念的基础上，给出了ν-gap度量的定义、特点和性质以及近似摄动模型的计算，提出ν-gap度量评估控制律的步骤。实例结果表明，该方法不仅克服了上述传统评估方法的缺陷，而且还有根据所求的各摄动影响情况忽略影响小的元素，以减少计算量及可以找到最坏情况下的参数摄动组合等优点。     

基于飞机油箱模型形状特征油量测量切片步长选择方法研究

 在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明：该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度。     

Simulation and Analysis of Crashworthiness of Fuel Tank for Helicopters

Crashworthiness requirement of fuel tanks is one of the important requirements in helicopter designs. The relations among the protection frame, textile layer and rubber layer of the fuel tank are introduced. Two appropriate FE models are established, one is for an uncovered helicopter fuel tank without protection frame, and the other is for fuel tank with protection frame. The dynamic responses of the two types of fuel tanks impinging on the ground with velocities of 17.3 m/s are numerically simulated for the purpose of analyzing energy-absorbing capabilities of the textile layer and protection frame. The feasibility of the current crashworthiness design of the fuel tank is examined though comparing the dynamic response behaviors of the two fuel tanks.     

Integrated Entry Guidance for Reusable Launch Vehicle

A method for the implementation of integrated three-degree-of-freedom constrained entry guidance for reusable launch vehicle is presented. Given any feasible entry conditions, terminal area energy management interface conditions, and the reference trajectory generated onboard then, the method can generate a longitudinal guidance profile rapidly, featuring linear quadratic regular method and a proportional-integral-derivative tracking law with time-varying gains, which satisfies all the entry corridor constraints and meets the requirements with high precision. Afterwards, by utilizing special features of crossrange parameter, establishing bank-reversal corridor, and determining bank-reversals according to dynamically adjusted method, the algorithm enables the lateral entry guidance system to fly a wide range of missions and provides reliable and good performance in the presence of significant aerodynamic modeling uncertainty. Fast trajectory guidance profiles and simulations with a reusable launch vehicle model for various missions and aerodynamic uncertain-ties are presented to demonstrate the capacity and reliability of this method.     

二维翼段颤振的μ控制

 采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振鲁棒抑制。针对作者设计的二维翼段颤振主动抑制系统，通过理论与实验相结合的方法，建立了考虑沉浮方向阻尼和作动器模型参数不确定性的控制系统模型，设计了μ控制器，并对控制器做了降阶处理。数值仿真和风洞试验表明，μ控制器可有效地抑制颤振的发生，将颤振临界速度提高23.4%。相对于H_∞控制器，μ控制器的控制效果和鲁棒性更好。     

突破技术趋同，波音再现竞争优势

 波音公司面临着来自空客公司的巨大挑战,企业战略性创新才是公司成功的关键。为此波音公司的全部战略性研究集中在扩大产品的差异性上,体现在3个方面：电子化（e-Enabled）运营环境、整体复合材料机身部件的制造技术和支持波音787客机的全球协同环境（GCE）。     

The effect of inlet conditions on the flow and heat transfer in multiple rotating cavity with axial throughflow

This paper discusses experimental results from two different build configurations of a heated multiple rotating cavity test rig.Measurements of heat transfer from the discs and tangential velocities are presented.The test rig is a 70% full scale version of a high pressure compressor stack of an axial gas turbine engine.Of particular interest are the internal cylindrical cavities formed by adjacent discs and the interaction of these with a central axial throughflow of cooling air.Tests were carried out for a range of non-dimensional parameters representative of high pressure compressor internal air system flows(Re up to 5×106 and Rez up to 2×105).Two different builds have been tested.The most significant difference between these two build configurations is the size of the annular gap between the(non-rotating) drive shaft and the bores of the discs.The heat transfer data were obtained from thermocouple measurements of surface temperature and a conduction solution method.The velocity measurements were made using a two component,LDA system.The heat transfer results from the discs show differences between the two builds.This is attributed to the wider annular gap allowing more of the throughflow to penetrate into the cavity.There are also significant differences between the radial distributions of tangential velocity in the two builds of the test rig.For the narrow annular gap,there is an increase of non-dimensional tangential velocity V/Ωr with radial location to solid body rotation V/Ωr=1.For the wider annular gap,the non-dimensional velocities show a decrease with radial location to solid body rotation.      

Abnormal Shape Mould Winding

为解决网格化芯模的缠绕问题,本文提出了复合材料面片缠绕机理;接着详细分析了面片缠绕过程中的芯模凹曲面上纤维滑线和架空现象,应用微分几何曲面理论和空间几何理论,提出判据及其解决方案;最后,针对飞机发动机进气道的缠绕成型,编制缠绕控制程序并进行相应的实验,验证了面片缠绕方法的可行性。     

基于弯曲激波压缩系统的高超声速进气道反设计研究进展

总结了近十年来弯曲激波压缩研究的主要成果。提出了弯曲激波压缩系统的新概念,即利用特殊设计的楔形弯曲压缩面或空间弯曲压缩面,产生一系列与前缘弱激波相互交汇或叠加的压缩波系,从而使前缘激波弯曲,形成特殊的弯曲激波,它与波后的等熵压缩波来共同完成对气流的压缩。在此基础上,实现了由给定出口气动参数的超声速内流道反设计,实现了由给定压缩面压力分布和给定压缩面马赫数分布要求的型面反设计,实现了由给定激波波面的压缩型面反设计。研究证明,弯曲压缩面-弯曲激波压缩系统具有良好的综合气动性能,为高性能高超声速进气系统的气动设计提供了一种全新的设计方法。