航天电磁继电器可靠性容差分析技术的研究

航天电磁继电器是在航天电子系统中完成信号传递、执行控制、系统配电等功能的主要电子元器件之一，其可靠性直接影响整个航天电子系统的可靠性。航天继电器可靠性设计技术是其产品可靠性工程的关键技术。本文分析了当前各领域可靠性研究现状及航天电磁继电器产品的可靠性现状与问题，提出并建立了基于正交试验表的电磁吸力可靠性容差分析数学模型、基于概率统计方法的机械反力可靠性容差分析数学模型及基于“应力-强度干涉法”的吸反力配合特性可靠性容差分析数学模型。以某型号航天电磁继电器为例，进行了可靠性容差分析与研究，给出了对航天电磁继电器可靠性设计具有指导作用的重要结论。     

航天继电器多余物颗粒碰撞噪声检测的单周期稳定性分析

航天继电器的可靠性影响着国防电子系统的可靠性,而多余物问题的预防与检测是提高航天继电器可靠性的关键因素。颗粒碰撞噪声检测(PIND)是航天继电器多余物检测的行业规范,目前缺乏对其工作机理的理论研究,其检测效果并不理想。本文从动力学的角度,建立了PIND的数学模型,推导了粒子作单周期等幅振动的必要条件和稳定性条件,并给出了相应的仿真分析。     

军用继电器的质量与可靠性

军用继电器的质量与可靠性直接关系到航天系统工程的成败。针对其基本失效现象和主要失效原因，提出了军用继电器的质量控制方法与分析方法，使军用继电器的质量与可靠性水平上一个新台阶。     

高精度电磁标定力数值模拟及实验研究

高精度电磁标定力源是微推力测量系统的重要组成要素之一。为了获得性能优良的电磁标定力，本文综合采用数值模拟及实验测量两种方法分析研究了线圈和永磁铁相对位置变化时，磁铁几何尺寸对电磁力输出特性的影响：对于直径较大、厚度较小的永磁铁而言，其电磁力随相对位置的变化会存在极值，且极值点附近的电磁力具有较好的稳定性和一致性。根据电磁力变化趋势特性，提出了线圈和永磁铁相对基准中心（极值点）位置的高精度设置方案，且基准中心位置附近的电磁力变异系数可达0.00252，为高性能电磁力的获得提供了基础。最后，确定了大直径永磁铁+线圈组合型电磁力产生装置，并基于拟合方法建立了一定包络区间内的高精度电磁力控制关系式，其拟合曲线的估计标准误差约为0.0137，为微推力测量台架的标定提供了理论指导和技术支持。     

柔性杆系统压电扭转致动器/传感器优化配置研究

 针对空间柔性杆系统的扭转振动问题,提出了一类由柔性杆、电阻应变片传感器、压电扭转致动器组成的柔性杆系统。为了研究此系统的扭转振动,运用拉格朗日方程和假设模态法建立了系统的动力学方程。针对柔性杆系统中压电扭转致动器、传感器的优化配置问题,提出一种基于最小输入能量、最大能量传递、Grammian矩阵最小奇异值最大化的复合优化策略,采用遗传算法对致动器/传感器的位置进行了搜索,找到了最优位置位于柔性杆的根部。进行了数值分析研究,结果表明,与其他位置相比,最优位置最有利于致动器实施控制,同时也最有利于传感器的观测。     

金属波纹管在航空管路中的动力学优化及可靠性分析

采用动力优化的分析方法,以提高第一阶固有频率为目标,避开金属波纹管系统前四阶固有频率共振为约束,以波高、壁厚及卡箍位置为设计变量,对某型飞机航空管路中波纹管进行了动力优化。结合动力优化结果,采用蒙特卡洛法分析了影响波纹管固有频率的参数灵敏度,结果表明波纹管材料的弹性模量和密度、波纹管系统的波高和管壁厚度是影响波纹管固有频率的主要因素。根据可靠性分析中的干涉理论,分析了前四阶频率的分布情况,对金属波纹管的共振可靠性进行了研究。研究结果为波纹管系统的动力安全可靠性设计提供参考。     

航天测控虚拟现实系统的设计实现

利用虚拟现实系统进行航天测控监视，能够直观表现航天器的空间位置、轨道、姿态、外部件工作状况、以及日地星相对运动规律、设备跟踪情况，为指挥和技术人员分析掌握航天器的运行情况提供监控手段，同时能够对各种岗位人员进行任务培训。本文介绍了虚拟现实（VR）的一般概念，分析了航天测控系统的需求，详细论述了航天测控虚拟现实系统的设计实现方法以及主要的技术问题。     

电机定子系统振动模态的研究分析

针对电机定子系统的振动与噪声特性,利用Ansys有限元仿真软件对电机定子系统三维模型进行模态仿真,得到电机定子系统的固有频率与振形,并通过试验对仿真结果进行验证。同时,对电机进行电磁仿真,分析其气隙磁密与电磁力谐波,得到电机内部电磁力各次谐波频率。将电磁力谐波频率与电机固有频率进行对比,确保电磁力谐波不会引起电机定子系统共振。验证了电机结构的合理性,为同类产品的设计优化提供了一定的参考价值。     

航天发射场故障失效分析案例研究

随着现代航天产品日趋复杂,失效分析工作也日益受到重视。本文通过美国肯尼迪航天中心的有效载荷箱钢轨、避雷系统钢缆、履带运输车轴承、避雷塔钢管等地面设施设备故障失效案例,论述了故障失效归于生产制造、环境条件、操作与维护、研发设计以及综合形成的老化等五种成因,综述了进行每类故障失效分析所采用的检测仪器与实验室分析等技术手段、分析过程及分析结果,最后,强调了故障失效分析对于预防失效、确保航天系统的质量与可靠性的作用。本文可为我国航天发射场地面设施设备的可靠性研究提供有利的参考。     

航天发射场故障失效分析案例研究简

随着现代航天产品日趋复杂,失效分析工作也日益受到重视.本文通过美国肯尼迪航天中心的有效载荷箱钢轨、避雷系统铜缆、履带运输车轴承、避雷塔钢管等地面设施设备故障失效案例,论述了故障失效归于生产制造、环境条件、操作与维护、研发设计以及综合形成的老化等五种成因,综述了进行每类故障失效分析所采用的检测仪器与实验室分析等技术手段、分析过程及分析结果,最后,强调了故障失效分析对于预防失效、确保航天系统的质量与可靠性的作用.本文可为我国航天发射场地面设施设备的可靠性研究提供有利的参考.     

Dynamic Analysis of Contact Bounce of Aerospace Relay Based on Finite Difference Method

Contact bounce of relay, which is the main cause of electric abrasion and material erosion, is inevitable. By using the mode expansion form, the dynamic behavior of two different reed systems for aerospace relays is analyzed. The dynamic model uses Euler-Bernoulli beam theory for cantilever beam, in which the driving force (or driving moment) of the electromagnetic system is taken into account, and the contact force between moving contact and stationary contact is simulated by the Kelvin-Voigt viscoelastic contact model. Analytical results have been complemented by the finite difference calculation of the nonlinear partial differential equations of reed system. The calculation results indicate that with the driving force (or driving moment) being increased, the closing time of contact is decreased, but the maximum bouncing displacement and bouncing time tend to be decreased first and then increased, which means that there are minimum values of maximum bouncing displacement and bouncing time. The closing time of contact, the maximum bouncing displacement, and bouncing time all tend to be decreasing with the pushrod being approaching the contact. The model can be used as design tool to improve relay performance and reduce contact bounce.     

A type of 2D magnetic equivalent circuit framework of permanent magnet for magnetic system in AEMR

Modeling of permanent magnet(PM) is very important in the process of electromagnetic system calculation of aerospace electromagnetic relay(AEMR). In traditional analytical calculation, PM is often equivalent to a lumped parameter model of one magnetic resistance and one magnetic potential, but great error is often caused for the inner differences of PM; based on the conception of flux tube, a type of 2D magnetic equivalent circuit framework of permanent magnet model(2D MECF) is established; the element is defined, the relationship between elements is deduced, and solution procedure as well as verification condition of this model is given; by a case study of the electromagnetic system of a certain type of AEMR, the electromagnetic system calculation model is established based on 2D MECF and the attractive force at different rotation angles is calculated; the proposed method is compared with the traditional lumped parameter model and finite element method(FEM); for some types of electromagnetic systems with symmetrical structure, 2D MECF proves to be of acceptable accuracy and high calculation speed which fit the requirement of robust design for AEMR.     

采用超程时间建模的航空航天继电器寿命预测方法的研究

提出以电磁继电器超程时间为变量,运用时间序列回归分析和数理统计分析方法,建立航天密封继电器超程时间减小曲线寿命预测数学模型。预测和实测结果的比较,表明了该方法的有效性。     

Research on Auto-detection for Remainder Particles of Aerospace Relay Based on Wavelet Analysis

Aerospace relay is one kind of electronic components which is used widely in national defense system and aerospace system. The existence of remainder particles induces the reliability declining, which has become a severe problem in the development of aerospace relay. Traditional particle impact noise detection (PIND) method for remainder detection is ineffective for small particles, due to its low precision and involvement of subjective factors. An auto-detection method for PIND output signals is proposed in this paper, which is based on direct wavelet de-noising (DWD), cross-correlation analysis (CCA) and homo-filtering (HF), the method enhances the affectiv-ity of PIND test about the small particles. In the end, some practical PIND output signals are analysed, and the validity of this new method is proved.     

某型继电器延迟时间的设计计算

系统阐述了短路绕组延时继电器延时的工作原理 ,详细讨论了影响延迟时间的因素 ,并就如何延长释放时间和缩短闭合时间提出了有效方法 ,从而使带短路绕组的延时继电器满足不同的延迟时间指标。     

复杂系统可靠度综合计算平台的设计实现

鉴于复杂大系统可靠度综合计算面临诸多困难 ,分析了其复杂性特征 ,提出了一种一体化建模方法———复合逻辑树模型 (CompositeLogicTreeModel,简称CLTM)及其递归调度综合算法 ,并采用面向对象的思想和技术 ,设计实现了可视化的系统可靠度CLTM综合建模与计算软件平台。介绍了软件的总体框架及其功能 ,并通过实例阐明了相应的系统可靠度综合分析方法     

Hybrid uncertainty-based design optimization and its application to hybrid rocket motors for manned lunar landing

Design reliability and robustness are getting increasingly important for the general design of aerospace systems with many inherently uncertain design parameters. This paper presents a hybrid uncertainty-based design optimization (UDO) method developed from probability theory and interval theory. Most of the uncertain design parameters which have sufficient information or experimental data are classified as random variables using probability theory, while the others are defined as interval variables with interval theory. Then a hybrid uncertainty analysis method based on Monte Carlo simulation and Taylor series interval analysis is developed to obtain the uncer-tainty propagation from the design parameters to system responses. Three design optimization strategies, including deterministic design optimization (DDO), probabilistic UDO and hybrid UDO, are applied to the conceptual design of a hybrid rocket motor (HRM) used as the ascent propulsion system in Apollo lunar module. By comparison, the hybrid UDO is a feasible method and can be effectively applied to the general design of aerospace systems.     

锥形件结构的半自动化电磁铆接托架

分析了航天锥形件结构普通铆接方法存在的问题,提出采用电磁铆接技术具有一定的优势。针对手工电磁铆接和自动化电磁铆接的不足,提出了电磁铆接技术在航天锥形件结构装配应用中的工艺方法,设计了半自动化电磁铆接系统托架的结构和工作流程。该系统关键技术包括铆枪和顶铁自动对中、工件精确角度自动调整及铆枪减振系统设计。最后,对半自动化电磁铆接托架可以解决手工铆接出现的问题进行了总结。