AR模型在火箭发动机遥测数据中的应用

针对火箭发动机氧离心泵的遥测数据信号非平稳和非线性的特点,提出一种基于AR模型双谱方法分析、处理和提取火箭发动机氧离心泵开始测试、火箭飞行、火箭关机等三个阶段的故障信息,探讨了二次相位耦合与火箭发动机氧离心泵故障的关系。首先对两个频率二次相位耦合信号进行了AR模型双谱仿真,获得二次相位耦合信号的一般规律,然后采用AR模型双谱方法对此氧离心泵测点三个阶段的遥测数据进行二次相位耦合分析。结果表明,采用AR模型双谱方法可用于识别火箭发动机氧离心泵的故障。该氧离心泵发生故障主要是二次相位耦合引起更强烈的非平稳振动造成的,论证了通过二次耦合相位分析火箭发动机离心泵故障的有效性和可行性,可为氧离心泵后续的性能改进提供依据。     

HHT在遥测信号处理中的应用

遥测信号的数据处理品质直接影响对飞行试验结果的分析与评定。在研究HHT方法的基础上,结合遥测信号的特征,将HHT应用于遥测信号数据的趋势项提取与排除和滤波降噪中,并与传统的遥测信号处理方法进行对比分析。实测数据分析结果表明,基于HHT的遥测信号分析处理方法更准确、有效。     

基于STFT的最大预示环境波形重构新方法

振动过程的最大预示环境(MEE)是指在某个关心的结构区域内,通过测量或预示手段获得的以谱形式表示的振动环境数据保守极限。然而,很多振动试验方法,特别是用振动台模拟低频瞬态环境时(低于100 Hz),需要给出试验信号的参考波形。文章结合振动模拟试验及短时傅里叶变换(STFT)时频分析,提出一种振动过程最大预示波形(MEW)的重构新方法。数值仿真结果表明,与传统方法相比,使用新方法重构的MEW误差更小,且试验控制更加灵活、高效,更适合于工程应用。     

基于视加速度的固体火箭发动机飞行比冲估算

建立了基于遥测视加速度的推力及比冲计算模型,模型中考虑了附加质量对发动机推力的影响,对固体火箭发动机飞行试验推力及比冲进行了计算,并与利用标准内弹道预示程序重新预示的发动机推力及比冲进行了对比,两种方法计算结果一致。算例表明,利用飞行试验遥测视加速度计算发动机推力及比冲的计算模型正确,有关参数的选取和处理方法可行;该方法可准确再现发动机飞行过程的实时推力和比冲;可有效用于发动机飞行试验结果的快速分析与评估。     

小波变换在弹箭遥测数据处理中的应用

由于遥测参数的时变性和各种干扰的影响，传统的Ｆｏｕｒｉｅｒ分析往往不能给出令人满意的处理结果。小波变换是一种同时在时间（或空间）域和频率域内进行局部化分析的新方法；利用小波变换及其自适应性，可以在不同的分辨率下分析和处理数据，尤其是处理非平稳信号。本文介绍小波分析的基本原理，说明利用小波变换将遥测信号在时频平面上表示的方法。在此基础上，将小波变换应用于实测遥测数据的分析和处理，从被噪声淹没的数据中成功地恢复出冲击信号，提高了箭遥数据的信噪比。     

某型导弹的地面振动条件修正与评估

为解决某型导弹及其关键产品在地面振动试验中出现过考核和欠考核的问题,提出了一种基于遥测数据的地面振动试验条件修正与评估方法。首先,通过功率谱分析地面振动试验数据和遥测数据,结合振动响应裕度指标,实现关键产品的振动响应量化评估。其次,通过振动响应裕度指标合理地评估关键产品在地面试验、仿真分析和飞行试验中振动响应的变化规律。最后,根据遥测数据的功率谱曲线选取拐点频率,并修正地面振动试验条件,使得关键产品的振动响应均方根值由国军标的5.7g降低至3.4g,避免低频欠考核和高频过考核现象。通过振动响应裕度指标,验证了该文所定振动条件的有效性。采用随机振动分析和振动响应裕度指标,能评估关键产品地面振动试验的合理性。     

(二)数学方法

一、前言遥测数据处理的任务一方面是在理论上和实践上设法去除噪声和错误的数据,使被测的数据最大程度地接近真实地被测数据;另一方面就是给出遥测数据的数学上的处理结果。如飞行的振动、冲击与噪声,只根据测量的时间历程来进行分析是困难的,而用它的频谱来分析就比较方便,因此,在很多场合下要对测得的数据进行变换,如付立叶变换等,以便在实际中得到直接使用。     

一种短序自适应滤波算法

讨论一种用于导弹系统飞行遥测数据与系统实时仿真数据处理的短序自适应滤波算法。它的主要环节是对短序数据作周期性扩展,以产生适合于自适应滤波的基本输入和参考输入。用该算法对飞行遥测数据和半实物仿真数据作自适应信号处理的结果表明,该方法能有效地滤除导弹系统飞行试验和仿真短序信号中的混叠噪声和干扰。     

神舟飞船实时能量平衡分析系统设计与应用

通过对神舟七号飞行任务电源系统特点的分析,提出了飞行程序与能量平衡分析的一体化设计方法,进行了基于在轨遥测数据的实时监测系统设计与实现。所开发的系统经神舟七号飞船飞行任务验证,具有工程实用价值。     

固体火箭横向响应载荷识别方法

利用小波分析在时频两域都具有表征信号局部特征的特点,对固体火 箭飞行遥测过载数据进行了小波分解,然后从结构动力学理论出发提出了一种识别固体火箭 截面剪力和弯矩的方法。结合某型固体火箭的遥测参数对火箭主要截面弯矩和剪力进行了 识别,给出了识别结果。该方法对自由-自由飞行的固体火箭截面横向载荷的评估及设计 具有重要的参考意义。
     

基于部分遥测数据的飞行器力学环境评估方法

对一种基于利用部分测点的遥测数据预示飞行器关键部位力学环境响应的方法进行了研究。建立了分析模型,能适应测点数小于结构模态阶数的工况。数值仿真结果表明:该法能重构飞行器结构的时域响应,可用于评估飞行器结构的力学环境,具一定的工程意义。     

基于参数估计的BPSK/PM遥测异常信号识别方法研究

为了对卫星地面测试和在轨运行期间可能发生导致遥测信号异常的偶发故障进行排查,快速精确地定位问题,文章进行了异常遥测信号识别方法研究。针对二进制相移键控/相位调制(BPSK/PM)遥测信号,通过分析信号的特征,总结了遥测接收过程中异常信号可能发生的三种情况及其原因,提出一种基于参数估计的异常遥测信号识别方法,并进行了仿真验证。该方法的应用可以宏观区分遥测调制信号异常与数据异常,并作为异常信号存储和再处理的基础,从而为故障判定提供数据支撑。     

基于集合经验模态分解和小波阈值的真空泵振动信号降噪方法

真空泵的振动信号具有非平稳、非线性的特性,且夹杂着大量背景噪声,难以直接对其特征信号进行提取、分析,阻碍对真空泵的在线故障诊断。为此,文章提出基于集合经验模态分解(EEMD)的真空泵振动信号小波阈值降噪方法:首先将振动信号进行EEMD分解,得到若干个本征模态函数(IMF)与余项,然后引入归一化自相关函数对IMF分量进行筛选,再对筛选出的IMF分量进行小波阈值降噪处理,最后将降噪后的IMF分量与未处理的IMF分量和余项进行重构,得到降噪后的真空泵振动信号。对仿真与实验信号进行降噪处理的结果表明该方法优于现有的降噪方法,为真空泵振动信号的降噪提供了新的途径。     

考虑声场空间相关的结构声振响应预示方法

文章研究利用有限元法进行声振响应预示时完整考虑空间相关的声场载荷施加方法,并基于MSC.Nastran软件进行算法研究及二次开发,编制形成软件并预示航天飞行器噪声试验声振响应;预示数据与试验数据的对比结果验证了该方法的有效性。该方法解决了传统中高频响应预示方法不能给出局部结构振动响应的问题,为航天飞行器力学环境预示提供了一种新途径。     

固体发动机飞行性能分析与重构

在固体发动机研制过程中,发现利用飞行遥测参数计算的某末级发动机性能结果与基于地面试验的内弹道模型得到的结果存在偏差,这一偏差会影响发动机性能评定乃至火箭射程。对国内外固体火箭发动机飞行性能分析和重构方法及主要的结果进行了分析,对于特定的发动机需固化一种飞行性能重构分析方法,为提高发动机性能重构分析的精度,需要提高发动机喷管喉径烧蚀规律的预示水平,同时需要考虑飞行过程中消极质量变化以及沉积对发动机比冲的影响。最后,对发动机飞行性能分析重构后续需要着重开展的研究提出了建议。     

变均方根随机振动?变加速度离心复合试验

为在地面试验中更真实地模拟再入飞行过载、振动力学环境的时变特性和复合特性,以再入飞行器子系统为对象,开展变均方根随机振动?变加速度离心复合试验研究。设定试验条件时,对预示弹道过载数据进行平滑和重采样,得到变加速度离心试验条件;对实测振动数据频谱进行归一化和频谱加权融合,得到变均方根随机振动试验条件。复合试验结果表明,给出的试验条件控制可行,实现了再入飞行振动历程和过载历程的同时模拟。     

典型飞行器线角复合振动环境再现技术

为在实验室条件下再现某飞行器系统经历的线振动与角振动复合环境,在分析实测飞行环境数据的基础上,采用虚拟响应点方法对试验控制波形进行解算;通过搭建专用试验系统,采用时域波形复现的方法实现了线角复合振动的间接控制。试验结果表明:该模拟试验方法在频率1000 Hz以内能够较好地复现飞行器的飞行环境特征,为再现外场振动环境提供有效的解决途径。     

融合注意力机制的航天器重建信号异常检测

针对航天器遥测数据异常检测时先验知识缺失、难以进行有监督条件下机器学习的问题,提出一种融合注意力机制的航天器信号智能异常检测算法。首先,通过注意力机制捕捉航天器遥测数据长距离特征,分析注意力关系矩阵为异常溯源提供指导。其次,采用堆叠自动编码器压缩数据维度并基于此重建输入信号,利用输入信号与重建信号间的残差获取误差重构序列。然后,基于窗口阈值法标记误差重构序列异常索引,实现航天器遥测信号异常检测。最后,通过多通道航天器遥测信号算例验证算法在提高航天器遥测信号异常检测性能与可解释能力的有效性。     

利用遥测数据预报导弹落点的方法

给出利用遥测数据对导弹进行落点预报的方法。根据遥测数据传输多遍的特点，对解码后的ＰＣＭ 数据进行处理，得到误码率很小的数据。然后对头体分离时刻前导弹飞行的状况和遥测数据进行分析，从而对发动机后效误差进行修正，得到较精确的导弹运动参数，最后利用弹道方程预报导弹落点     

一种基于遥测数据压缩的硬件系统设计与实现

在基于遥测数据特点的背景下,提出了一种遥测数据实时无损压缩系统的设计方案。在这个压缩系统中,采用小波变换的方法对数据信号进行去噪预处理,能够有效减少数据量。同时,处理后的数据采用基于字典的LZW无损压缩算法,能够无失真地还原信号,这也正是遥测数据所要求的。