近空间飞行器故障诊断与容错控制的研究进展

近空间飞行器具有飞行速度快、飞行包线大、气动特性变化剧烈及飞行环境复杂多变等特点,故障诊断与容错控制技术对提高其安全性和可靠性具有重要意义。本文通过对近空间飞行器故障诊断与容错控制技术的国内外研究现状调研和分析,阐述了近空间飞行器动力学模型及飞控系统的故障类型,分析了近年来国内外关于近空间飞行器故障诊断与容错控制技术的主要研究成果和存在的问题,最后对近空间飞行器故障诊断与容错控制技术未来的发展方向和面临挑战进行了展望。     

DWDM光层保护实现方法的分析与展望

论文从DWDM的技术原理出发,分别重点分析了点对点链路结构、环网系统光层通道保护和复用段保护的原理和实现方法,并对光网状网结构生存性问题的研究进行了展望。     

ADS—B多数据链路融合可行性研究

ADS-B技术作为新兴的监视手段在新航行系统中占有重要地位。当前多种数据链路并存但又互不兼容，而形成极大的“信息壁垒”，成为广播式自动相关监视技术发展所面临的一个无法回避的问题。由于三种不同体制、不同标准且又互不兼容的数据链路技术共存，已严重影响基于航空器之间的空空监视效果，制约着空管飞行流量和飞行安全保障能力的提高。...     

电力作动系统容错电机拓扑结构与控制策略

容错电机以其可靠性高、容错能力强以及恶劣环境工作能力强等优点得到了国内外电机领域广泛关注,其工作原理、拓扑结构、电磁性能和控制策略等已有广泛而深入的研究,研究结果表明该类电机非常适合应用于全电/多电飞机电力作动系统。本文从拓扑结构和控制算法两大方面对电力作动系统用容错电机的关键技术进行分析和总结。在拓扑结构方面,横向比较了每种原型电机引入容错设计后对原有电磁性能的影响,纵向归纳了电机容错设计的通用设计方法和一般规律。在控制策略方面,分析了基于电流矢量重构技术和基于电压矢量重构技术两大类方法的内在联系与优缺点,提出了提高转速动态的容错电机转矩冲量平衡控制,并对代表性拓扑结构和容错算法进行了仿真和实验比较。最后展望了容错电机的研究前景与应用拓展。     

先进的目视回收光学助降系统纵向着舰精度

先进的目视回收光学助降系统(Advanced visual carrier aircraft recovery system,AVCARS)是在常规的菲涅尔透镜光学助降系统中加入"肉球"偏移速度的指示信息,以提高着舰时的操纵品质和着舰精度.本文研究了AVCARS光学助降系统的工作原理,给出了其结构配置,设计了飞控系统、飞行员模型和助降控制律,并导出着舰终端误差方程.最后对在典型海浪作用下的AVCARS光学助降着舰导引系统进行了动态仿真验证,计算出了着舰终端误差,为研究舰载飞机着舰精度提供了基本思路与研究手段.     

基于在线仿真的无人机飞控系统智能校正技术

针对程控无人机智能化程度不高的问题,提出了基于在线仿真系统的飞控系统智能校正方法,采用在线状态监控及分析、仿真模型实时更新等技术,设计了无人机在线仿真系统,实现了无人机航迹纠偏、速度调整等在线辅助控制,进一步提高了无人机飞控智能化程度。并通过无人机数学模型仿真系统与飞控系统硬件在回路的仿真测试系统,进行实验验证,实现智能校正技术与人在回路控制方法的有效结合。     

基于广义逆控制的飞控系统鲁棒性

本文基于广义逆控制的飞控系统，提出了基于广义逆控制的飞控系统框架，分析了控制系统的不确定性以及在控制效能矩阵存在不确定性时的飞控系统鲁棒性问题。为解决当前开环广义逆控制系统的控制误差和不稳定，建立了基于闭环反馈的广义逆控制系统，由此实现了飞控系统的鲁棒性设计。针对某型先进飞机的不确定性问题进行了开环和闭环控制的对比仿真验证，仿真结果表明基于闭环广义逆控制的设计方法能够有效解决控制效能矩阵存在不确定性时的系统鲁棒性问题，实现飞控系统的稳定性设计，对广义逆控制方法在实际工程中的应用起到了积极的推动作用。     

飞机电源系统可靠性预计的计算机分析

随着航空技术的迅速发展,对飞机电源系统的可靠性要求越来越高。基于简单系统的可靠性预计方法巳很难满足现代飞机电源系统研究的需要,因此,利用计算机先进复杂系统的可靠性预计研究具有十分重要的意义。 本文根据可靠性理论,分析了飞机电源系统可靠性网络模型的建立;讨论了网络可靠性计算的最小路不交化技术的计算机实现方法及过程,给出了较为详细的计算程序框图。并对一实际的飞机直流电源系统方案的可靠性进行了计算,得到了系统可靠性的变化曲线,为系统的可靠性设计提供了基础。     

1090ES ADS—B接收机模型关于空中交通管理的仿真研究

广播式自动相关监视（ADS－B）是一种对支持未来空中交通管理事业发展非常有利的监视技术。为了支持未来空中交通管理事业的研究和发展,本文设计了一个基于1090ESADS－B的接收模型,用来模拟接收范围和空中交通干扰对ADS－B消息的影响。由于1090MHz数据链路与下行链路空中交通管制雷达信标系统（ATCRBS）A／C模式和S模式共享同频率段,因此需要考虑的两个主要因素为：一是接收范围的影响,二是接收机上产生的干扰信息。并对各种干扰情况分别进行了讨论,最后给出了一个完整的仿真实例。     

基于遗传算法的多余度电传系统可靠性设计研究

余度设计是提高系统可靠性的重要方法之一,但设计中往往涉及多个因素的相互耦合作用。本研究中将遗传算法引入到最佳余度配置进行优化设计中,利用MATLAB软件编制了优化配置程序,设计了便于人机交互的图形用户界面,并综合考虑可靠度、费用、重量等因素,对电传操纵系统的余度配置和可靠性设计进行了仿真计算,结果表明该方法便捷、可行,适当修改即可适应各种电传系统的余度配置优化问题,具有较好的实用价值。     

美军面向第四代战斗机的数据链建设及启示

介绍美军现役主要战术数据链及美军针对四代机的数据链改进和试验情况,分析美军第四代战斗机的技战术性能,得到美军对下一代数据链建设方向的重点,对我军今后数据链建设具有借鉴意义,从而更有针对性地加强我军的数据链建设,提高我空军的整体战斗力。     

一种分布式光纤多点电流传感系统

电力系统中，利用输电母线磁场的法拉第效应可研制磁光光纤电流传感模块，可在需要实时监控的节点处安放该模块，并采用波分复用（WDM）技术把所有节点的实时数据通过光纤网络汇集到中央计算机中，从而构成分布式光纤电流传感系统。     

卫星遥感数据高频谱效率传输模型及效能分析

提出了遥感卫星高频谱效率数据传输模型，根据遥感卫星高速数据传输链路余量预留较大的特点，充分利用自由空间损耗变化和雨衰预留余量，在满足信道误码率要求条件下，通过信道估计以最大数据传输量为目标实时调整卫星编码调制方案，可较大程度解决目前遥感卫星高速数据传输遇到的硬件资源和频率资源瓶颈问题，适用于各类轨道遥感卫星的星地通信和星星通信，具有较好工程应用价值。通过对多类卫星数据传输场景的效能分析，表明其相对传统低频谱效率技术可明显提高数据传输量。     

基于新型光纤智能结构的远程监控物联网系统设计

针对现有光纤智能结构自诊断、自修复系统存在的问题,提出并设计了一种基于ARM和GPRS的液芯光纤智能结构的远程监控物联网系统,系统主要包括光源、液芯光纤智能结构、光电检测模块、A/D转换模块、ARM微控制器、GPRS无线通信模块、Internet和监控中心服务器。其中液芯光纤智能结构是由特制的液芯光纤埋入复合材料中构成,采用GPRS无线通信技术,结合以S3C2440为核心处理器的ARM嵌入式技术,同时在监控中心采用自主设计的监控可视化软件直接输出结果,具有直观可靠、控制简单等优点。本文还对液芯光纤智能复合材料结构进行承载实验研究,并采用BP神经网络理论对实验数据进行分析和载荷位置判定,研究结果表明该监控系统性能稳定且效果明显,对复合材料结构载荷位置能够作出准确判断,初步实现了复合材料结构的自诊断。     

光栅光纤组合探头在油料液位检测中的应用

提出了一种利用光栅光纤组合探头技术对航空油料液位进行检测的方法。该方法是将钢带浮子式液位计检测到了液位信息转换为光栅位移量，通过光纤探头探测，由光缆远距离传送至中央控制室，利用微处理机对信号进行实时处理，实现对液位的自动采集和监测，具有体积小、重量轻、精度高、可靠性好、本安防爆等优点。     

CSP结构半导体激光器二维稳态数值模拟

采用二维有限差分法对一个GaAs／GaAlAsCSP结构半导体激光器在稳态条件下的电、光特性进行了数值模拟。在电模型的分析中，以静电势、电子浓度和空穴浓度为基本变量，采用Gummel方法迭代求解三个电方程。利用与电方程求解中同样的差分网格，运用有限差分法对光波动方程进行求解，其中模式传播常数采用广义横向谐振法和变分原理结合的方法求取。通过电、光方程的完全自洽迭代过程，得到了完整的光、电特性。在此基础上．对因制造工艺不完善带来器件特性的变化进行了分析。数值结果与有关文献的结果一致，验证了数值模拟的正确性。本文提出的二雏模拟器可用于半导体激光器的计算机辅助优化设计。     

基于FPGA的现场数据采集无线传感器设计

针对大型试验现场数据采集具体应用,采用FPGA器件Cyclone芯片作为核心处理器件,利用Cyclone控制A/D转换芯片AD1674执行采样控制,在QuartusⅡ平台下执行软件编程实现正确的A/D转换的工作时序控制流程,并在FPGA片内实现对AD采样后的数据实现串行结构FIR滤波处理。又设计了FPGA对nRF2401的逻辑接口,以通过射频链路向外传输数据。     

新型软开关PWM逆变器的分析

谐振直流环节逆变器是一种零电压开关逆变器。本文提出一种新型组合式谐振直流环节逆变器，它包含二级功率变换单元：结实型谐振直流环节和逆变桥。本文详细分析了结实型谐振直流环节的软开关工作过程及实现逆变桥软开关脉宽调制（ＰＷＭ）控制的工作原理，讨论了二级功率变换单元的工作模式，输入输出特性及相互之间的影响，推导了电路特性与参数之间的关系，为进一步设计电路参数提供理论依据。分析结果表明，结实型谐振直流环节可以实施开环控制，谐振直流环节与逆变桥控制相互独立，使整个逆变器控制简单、便于实现。运用ＰＳＰＩＣＥ软件对电路进行了仿真，仿真结果验证了电路分析结论。     

一种构建天地一体化网络的航天器信息系统设计方法

随着航天技术的发展，天地间数据交互容量、实时性等需求不断凸显。传统航天器信息系统基于1553B总线或RS422，LVDS等硬线直连架构传输数据，传输速率最多只能达到1Mb/s或100 Mb/s，已无法满足大容量数据实时传输的需求。本文提出一种新的系统设计方法，将地面成熟的1 000 Mb/s/10 Gb/s以太网技术应用到航天器中，构建天地一体化通信网，在天地间无线链路传输总带宽允许的情况下，较大程度提高天地间数据传输速率，同时有效减少星上电缆网配套数量，进而减轻飞行器重量。本文所提方法正在国内某大型组合式航天器设计中应用，可为后续航天器数传设计提供参考。     

基于内窥火焰传感器技术的超声速燃烧感知实验研究

高动态频响传感器及作动机构是高性能控制系统FADEC的关键技术之一。开发了一种基于被动火焰自发光谱的内窥式光纤火焰传感器进行光学诊断,初步验证了光纤火焰传感器数据的燃烧过程感知价值。基于中国科学院力学研究所的直连式超声速燃烧实验台,模拟了来流总温1475 K、总压1.68 MPa、马赫数5.6的发动机工作状态。在不同当量比和动量通量比条件下,使用新开发的内窥式光纤火焰传感器,测量了以CH*表征的燃烧释热率和以C₂*/CH*表征的局部当量比。结果表明:内窥式光纤传感器可感知燃烧室释热率的时空演变特性;内窥式光纤传感器可感知频域燃烧振荡特性,实验表明燃烧过程可能存在展向的热声振荡现象;内窥式光纤传感器C₂*/CH*光信号可感知局部当量比的时空演变特性,结合CH*光信号可应用于混合场与燃烧场关联性的研究;局部火焰质心位置的统计特征表征了剪切层稳焰模式和射流尾迹稳焰模式。