轨道机动模型在低轨航天器定轨中的应用研究

现代航天任务中,各类航天器由于工作的需要必须进行适时的变轨或进行其它轨道机动.由于这些轨道机动的动作导致前后数据不能有效的拟合,降低了定轨精度.为此,建立了适用于各类航天器轨道机动的动力学模型,通过运用测轨数据使用数值积分方法求解各类模型参数,着重探讨近地航天器的轨道机动的影响,并主要使用GPS导航定位数据分析其精度,实现了轨控参数的求解标定,同时提高了短弧段的定轨能力和预报精度.     

电传运输类飞机气动模型校准与验证试飞方法

针对电传运输类飞机气动模型试飞校准与验证工作中,试飞数据的高相关性导致的无法有效获取气动模型参数的问题,提出了一种通过优化设计试飞动作与试验状态,隔离相关性高的气动模型影响因素,逐步实现对气动模型参数试飞校准的方法。试飞验证结果表明,该试飞方法可有效支持气动模型试飞校准工作,且校准后的气动模型满足CCAR-60客观测试的容差要求。     

基于移动终端的飞机装配现场工艺可视化系统

针对现代飞机数字化装配过程中装配现场工艺可视化程度低、信息管理方法实时性差等问题,提出了一种基于移动终端的飞机装配现场工艺可视化及信息管理方法.将仿真动画和三维数字化模型集成到移动终端系统,实现便携式工艺可视化,通过移动终端实现装配现场数据信息的实时发布与反馈,提高飞机装配现场信息管理的效率.     

数据挖掘技术在飞机试制现场超差数据处理中的应用

利用数据挖掘技术对飞机试制生产现场超差数据进行有用信息挖掘,并通过一具体的算例验证了该过程。对现有的数据存储管理方式提出了改进方法,提出了开发面向对象软件以提高挖掘效率。通过对生产现场已有的技术状态管理软件进行数据库更新,可以方便的实现本文方法。     

飞机单一产品数据源集成模型研究

根据对飞机产品构型及复杂历史状态的研究,给出了飞机产品单一产品数据源基本特点。设计了基于主/子模型集成的集成方法,并根据集合论关系原理,分析了单一产品数据源数据组织的约束关系。采用实体建模方法设计了数据库系统,并给出了满足状态管理要求的更改规则。根据集成模型开发了单一产品数据源原型系统,集成了工程数据及装配工艺数据,实现了由构型变化驱动的数据有效性传递,并支持了装配生产现场的无纸化操作和检验。     

融合现场物理特性的航空薄壁结构虚拟装配样机及其构建技术

针对实现低刚度航空薄壁结构组件/部件高性能装配缺少现场物理特性数据与模型基础的问题,对融合现场物理特性约束的虚拟装配样机构建实现技术进行了研究。首先,定义了虚拟装配样机的技术内涵及构建框架,其本质是一个高度拟实化的数字孪生装配系统,可以在虚拟环境中进行多尺度的装配几何量与物理量拟实化仿真,预先分析验证装配性能;其次,从多源异构装配数据采集与处理、多类别装配孪生模型融合性建模、装配样机系统虚实融合同步性建模、装配过程与装配质量状态可视化建模4个方面,详细阐述融合现场物理特性约束的航空薄壁结构虚拟装配样机高保真动态构建及实现技术,并提出了虚拟装配样机的“双线”、“分级”综合构建措施,从而为装配过程的拟实化仿真及装配质量的精准控制提供数据及模型依据,并为装配质量的主动实时控制奠定坚实基础。     

基于Kalman滤波的变体飞行器T-S模糊控制

针对变体飞行器的跟踪控制问题,提出了一种基于Kalman滤波的T-S模糊控制方法。考虑飞行器系统状态不可测,引入惯导数据作为辅助信息,利用Kalman滤波算法融合飞控信息与惯导信息实现状态估计。由于变体飞行器在不同变形结构下气动特性变化较大,为便于控制器设计,采用小扰动线性化方法得到飞行器在不同平衡点处的局部线性模型,并通过状态反馈方法设计局部控制器,局部线性模型和局部控制器通过模糊集和模糊规则聚合成一个连续光滑的全局T-S模糊模型和T-S模糊控制器。通过综合Kalman滤波器与T-S模糊控制器得到一个基于Kalman滤波的T-S模糊控制器。仿真结果表明,该控制器在变形过程中能够实现状态估计,保证飞机的跟踪性能。     

基于物联网的飞机移动总装生产线管理关键技术

传统的装配管理过程中往往不能及时掌握现场的各类信息,导致生产计划与实际的装配进程脱节、效率降低、质量下降。主要研究了一种基于物联网的飞机移动总装生产线管理技术,即通过采用物联网技术对移动装配生产线现场各项信息数据进行采集、分析、整理,并结合节拍设计与管理、生产计划与执行等信息化管理系统实现飞机装配过程监测及控制、生产过程追踪、质量控制、物流配送及装配资源管理的方法与技术。物联网作为一种泛在的、智能的自动化和信息化技术,应用于飞机移动装配线中,可以为飞机移动装配线提供一种可靠的、高效率的先进管理手段。     

一种在轨卫星星上事件状态展示的实现途径

传统的卫星监测显示系统主要以表格、曲线的方式对卫星下传的各类数据进行显示,即使有可视化显示软件,也主要偏重于飞行轨道和姿态运动的三维显示,很少能实时反映卫星星上部件的在轨运行状态。文章结合我国卫星监测技术与三维实时动态显示技术,设计了一种可用于显示卫星星上事件状态的可视化软件,通过对卫星设计阶段模型的导入,解析卫星结构,建立基于卫星重要设备或部件的可编辑的模型,以及与相关实时遥测参数的关联,实现卫星星上状态的可视化。     

雷达电源系统安全运行健康状态评估研究

雷达电源系统的运行状态直接影响整个雷达设备的安全性与性能指标的实现,如何实现雷达电源的 健康状态评估是亟待解决的问题。首先采用雷达电源正常状态下的健康特征数据训练自组织神经网络;然后 计算监测数据与训练后的自组织神经网络中权重向量的距离,将距离值归一化表示为健康度;最后利用试验数 据计算健康度,并实现健康分级。结果表明:该模型计算的健康度随电源老化时间变化整体呈现下降的特点, 该模型可以实现雷达电源健康状态评估。     

基于ODE参数辨识的液压伺服系统灰箱建模

 针对液压伺服系统常规"白箱"建模由于参数无法精确获得导致所得模型精度不高及"黑箱"建模所得模型内部结构未知的问题,本文提出基于ODE参数辨识的液压伺服系统"灰箱"建模。首先,建立了工程上实用的系统状态空间模型, 根据系统特征确定了待辨识参数,将模型辨识问题转化为常微分方程(ODE)参数辨识问题;然后,采用正弦扫频信号作为激励信号和基于带边界约束的信赖域优化算法的初值问题方法进行参数辨识;为了和ODE参数辨识结果进行对比,本文同时采用系统的频率响应数据和最小二乘法辨识得到系统的"黑箱"传递函数模型;最后,通过大量实验验证了辨识模型的精确度。实验结果表明,本文提出的基于信赖域算法的液压伺服系统模型辨识方法可以有效处理参数的边界问题,使辨识模型既具有实际的物理意义,又与实际系统高度符合。     

数字化车间虚拟监控系统研究

传统的虚拟监控系统管理层与执行层信息交互能力不足,不能满足当前车间监控需求,基于虚拟现实技术与信息集成技术,建立车间状态监控系统,实现整个车间内人员、物料、设备等位置及状况的实时监控.系统以三维制造资源模型为基础构建数据逻辑模型;采用XML规范建立系统模块间的数据接口;利用实时状态数据驱动三维虚拟模型;利用Unity3D技术实现虚拟场景的渲染与实时人机交互,最后通过实例验证了系统的有效性.     

基于RFID的民机数字化装配管理系统研究

针对我国民机数字化装配生产现场管理的落后性和生产数据管理混乱等问题,介绍了数字化装配生产线概况,并运用RFID技术对民机生产现场信息管理,实现了管理数字化、智能化。利用IDEF0建立民机数字化装配现场管理模型,形成了各种详尽信息的业务信息流;然后运用面向对象的思想对系统进行了分析与设计,采用B/S结构,并结合PDM技术给出了系统总体架构;最后介绍了系统开发所需的平台、环境与数据库等技术,运用ERP思想构建系统模型,同时给出了系统实现的示例界面。     

数控制造状态信息定量化和实时化对生产现场管理决策的重要性

数控生产现场管理的定量化和实时化是数字化了的数控生产现场生产的全过程,为的是了解数控生产现场的人员、设备、生产工艺及流程、材料和零部件等因素的状态、开始或结束的具体时间、状态持续时间等各种信息.过程的实施必须对数控生产现场进行监控和现场数据的实时采集,把生产流程的各个环节通过数据来说明,通过实时查询或与历史数据比较的方法,真实地反映数控生产现场的生产状况,实现数控生产现场数字化、信息化管理,使管理更加透明、公开、公正,使管理层有针对性地对某些环节加以控制,也使决策层更快地对市场做出决策.     

失重状态下旋转陀螺交互操作的仿真研究

针对在地面难以使用实物进行空间操作任务训练的问题,提出了一种基于人机交互和物理引擎技术的交互操作虚拟仿真方法,并实现了失重状态下旋转陀螺的虚拟操作训练。实现中首先建立航天员和陀螺的三维图形模型和用于碰撞检测的物理模型,并采用虚拟现实设备数据手套和位置跟踪仪实时跟踪获取受训人体的实时运动数据,用于交互控制虚拟航天员的运动,最终通过物理引擎及仿真算法计算失重状态下旋转陀螺的运动状态。结果显示,该方法较好地解决了旋转陀螺定轴特性仿真问题,能够满足虚拟训练的实时性和有效性要求。     

基于状态感知的航空发动机变基线模型建模方法研究

机载模型是先进航空发动机控制方法的基础,基线模型作为机载模型的重要组成部分,其建模准确度决定了机载模型的精度。针对传统单一基线模型在局部飞行包线精度高,而难以用于发动机全包线、全状态稳态性能预测的问题,提出了一种基于状态感知的发动机变基线模型建模方法。首先在小波变换滤波的基础上,提出基于状态感知的最优稳态数据筛选阈值计算方法,以减少稳态数据的错选或遗漏;其次,提出基于高斯混合模型（GMM）的变基线模型建模方法,利用GMM实现飞行数据自主聚类,并结合回归分析法,构建全包线、全状态的高精度变基线模型。仿真结果表明：本文提出的稳态数据筛选方法能有效避免数据错选或遗漏,相比于常规的单一基线模型,所提出的变基线模型可使高、低压转子转速的相对均值误差分别减小45%,30%以上。该方法能显著提升基线模型精度,同时实现了稳态数据自动化提取,避免了过多依赖人工经验且难以获得最优阈值的问题。     

基于双树复小波和形态学的卫星异常数据滤波方法

受系统结构复杂、工作环境恶劣等因素影响,卫星的工作状态会存在介于正常和故障之间的异常状态,导致其遥测数据中不仅含有噪声,还存在异常数据。采用传统滤波算法进行去噪处理时,会存在对异常数据保留不充分的问题,从而导致突变信息丢失。针对上述问题,提出一种基于双树复小波与形态学滤波的卫星遥测数据组合滤波方法,设计一种半软阈值滤波函数来提高双树复小波的滤波性能,并提出一种组合滤波算法。通过仿真实验进行验证,结果表明:本文方法可以对遥测数据中的噪声进行有效滤除并对异常数据进行保留。     

基于极大代数的航班离港过程分析

采用极大代数方法对民航飞机每一批次中各类机型的配比大于1的离港过程进行了建模与分析,通过多步输出反馈,得到了具有多步状态延迟的闭环系统模型。给出了求解极大代数意义下的广义特征值问题的算法,并通过算例验证了算法的有效性。     

增广预测模型的航空发动机多变量约束预测控制

针对模型不匹配导致的模型预测控制性能下降的问题,提出了一种基于增广预测模型的航空发动机多变量约束预测控制器设计方法。在现有发动机状态空间模型基础上,将指令跟踪误差与系统状态的变化量增广为状态向量,设计增广预测模型以消除稳态跟踪误差,以控制量所需能量与模型预测输出误差最小为目标,利用带约束的序列二次规划（SQP）算法在线滚动优化控制变量。通过某型涡扇发动机非线性部件级模型的包线内不同状态下仿真分析,结果表明,控制系统无稳态误差,调节时间<2s,有效提高了发动机控制品质,实现了对输出量的限制管理。     

基于部件特性的航空发动机性能模型修正

研究了基于部件特性修正的航空发动机稳态性能模型修正方法,并通过对部件特性的研究总结了部件特性修正因子选择原则。以此为基础,提出了基于多状态试验数据的发动机性能模型修正方法,并采用双轴涡扇发动机地面试验节流特性数据对稳态性能模型进行修正。结果表明,采用单个试验状态数据修正后的稳态性能模型不能完全满足工程使用要求,使用基于多状态试验数据修正后的节流特性转速范围内模型计算精度与修正前相比有很大提高,验证了该方法的有效性和实用性。