基于贝叶斯网络的分层系统可靠性分析

由于分层系统的系统结构复杂,且系统不同层次可靠性信息具有不均衡性的特点,使得分层系统的可靠性建模较为困难.考虑二态情况,通过引入贝叶斯网络描述分层系统元素间的失效关系,并考虑了系统元素间级联失效问题,结合贝叶斯多源信息融合方法,以贝叶斯网络模型为基础整合了系统各层元素的可靠性信息,构成了一种较为通用的二态分层系统可靠性分析方法.算例结果表明:该方法在贝叶斯网络模型计算过程中能够融合系统各层元素可靠性信息并有效处理级联失效问题,提高了系统可靠性后验均值估计的准确性,减小了系统可靠性结论的后验方差.      

有人/无人机混合编队有限干预式协同决策

针对Leader-Follower异构型有人/无人机混合编队协同决策系统具有递阶分布式决策结构、决策信息分散以及通信约束等特点,在智能体模糊认知图(ABFCM)和动态模糊认知图(DFCM)的理论基础上,提出了一种有限干预式协同决策机制。通过构建层次化的Follower平台自主决策模型,实现了该平台与外部系统良好的交互能力,体现了自主决策的"动态性"。通过设计Leader平台的3种干预策略,满足了不同层次的决策需求,体现了干预过程的"有限性"。仿真结果表明:有限干预协同决策模型能够适应外部环境的动态变化,充分发挥Follower平台的自主决策能力;而不同层次的有限干预介入既减轻了Leader平台的控制负荷,又保证了决策的有效性和可行性,可为解决其他同类复杂系统的协同决策问题提供理论依据和方法参考。     

飞机选型的综合评价与优先权灵敏度分析

 采用多目标决策理论建立了一个多层次的飞机选型的综合评价模型,在此基础上,讨论了优先权灵敏度分析的方法以及在飞机选型问题上的应用。     

航空发动机组件化建模技术

提出了使用组件化开发通用航空发动机仿真平台的思想:从发动机结构的角度将发动机模型分解成多个组件;从软件功能的角度将仿真软件的辅助部分也分解成多个组件.在此基础上开发了涡扇发动机的仿真平台,取得了良好的效果.所建立的仿真系统实现了模块化、层次化,易于维护和改进,可扩展性强,提高了代码重用率,体现了该框架的灵活性.      

分布式进化算法及其在翼型气动反设计中的应用

构造了一种新型基于基因算法与博弈论的并行分级多目标优化方法，并应用于多段翼型气动反设计。此方法基于二进制编码的基因算法和博弈论，优化变量被分配给不同的博弈者，因而总体优化问题转变为分裂空间中的局部优化问题。文中给出了一个多段翼型形状，位置可压位流的反设计问题的求解算例，引入了基于非结构网格的分级结构。与传统基因算法数值算例的对比表明了本文构造的并行分级算法具有较高的计算效率，可广泛应用于多目标优化问题。     

A novel testability model for health management of heading attitude system

Prognostics and health management (PHM) is very important to guarantee the reliability and safety of aerospace systems, and sensing and test are the precondition of PHM. Integrating design for testability into early design stage of system early design stage is deemed as a fundamental way to improve PHM performance, and testability model is the base of testability analysis and design. This paper discusses a hierarchical model-based approach to testability modeling and analysis for heading attitude system health management. Quantified directed graph, of which the nodes represent components and tests and the directed edges represent fault propagation paths, is used to describe fault-test dependency, and quantitative testability information is assigned to nodes and directed edges. The fault dependencies between nodes can be obtained by functional fault analysis methodology that captures the physical architecture and material flows such as energy, heat, data, and so on. By incorporating physics of failure models into component, the dynamic process of a failing or degrading component can be projected onto system behavior, i.e., system symptoms. Then, the analysis of extended failure modes, mechanisms and effects is utilized to construct fault evolution-test dependency. Using this integrated model, the designers and system analysts can assess the test suite’s fault detectability, fault isolability and fault predictability. And heading attitude system application results show that the proposed model can support testability analysis and design for PHM very well.     

多级飞行控制系统设计

 现代飞行控制系统设计中,如果同时考虑三轴模型,要实现实时最优控制是非常困难的,因为飞机短周期运动三轴模型阶数通常是七、八阶,要实现最优控制,就得实时求解相应维数的Riccati方程,这对于阶数较高的系统是非常困难的,甚至根本无法实现。但是,如果系统维数很低,实时求解相应维数的Riccati方程则可望实现。因此,将原高阶系统分解成若干相互关联的子系统,进行递阶分级控制,这样子系统的维数将大大低于原系统维数,并且各子系统的最优控制计算可分别由各子系统的计算机完成。由此,飞行控制系统的最优设计实现将成为可能。     

指数型单元混联系统可靠性综合的信息论方法

研究了一种求解具有多层指数型数据混联系统可靠性近似限的信息论方法。根据单元试验信息提供的信息量与系统折合试验应提供的信息量相等的原理,导出了单元试验信息等效折合的基本公式,给出了指数型单元混联系统可靠性综合的基本模型和方法步骤,建立了系统可靠性近似限的基本模型,并以实例形式说明了方法的具体应用。      

基于虚拟无线电技术的航天测控系统设计

为了适应未来航天测控系统的发展趋势,提出了VRTCS（虚拟无线电测控系统）硬件平台和软件系统的基本结构。以通用高性能计算机作为系统的硬件平台,采用分层结构模型设计系统体系结构,使得航天测控系统具备更好的通用性和灵活性。阐述了VRTCS的基本概念和总体结构,对系统各组成部分的功能、组成和用途进行了分析;对测控系统中构件进行分层设计,开发原型软件实现测控系统的核心应用;以统一载波测控系统为模型,通过测控信号接入试验,验证了VRTCS的可行性。     

非线性自适应控制理论在无人直升机飞行控制系统设计中的应用

最近，国内外很多研究结果表明，基于神经网络的直接自适应控制方法，在飞行器控制系统设计中有着诸多优点。其中最重要的是它减少了设计对飞机动态特性高保真建模的依赖。这种设计方法在某无人直升机上得以实际飞行验证。本文主要介绍这种非线性自适应控制系统及其外回路航迹跟踪器的设计问题。     

人工智能赋能空域系统,提升空域分层治理能力

为应对未来平台无人化、用户多元化、服务个性化的航空发展趋势,空域运行将呈现分层治理的发展趋势。而随着算力、算法与数据的持续提升与积累,数据驱动的人工智能方法将持续为层次化的空域系统赋能。本文从超低空、城市、区域、枢纽、亚轨道等5个层次化场景梳理我国空域系统的发展趋势;提炼得出空域运行面临的核心难点与关键科学问题;提出基于数据驱动的人工智能方法求解空域运行科学问题的研究框架、研究内容和应关注的关键技术;结合层次化典型应用场景,简要分析智能空域运行的具体应用案例;最后对人在空域运行中的作用提出了新的思考。     

关于航空发动机数字电子控制

为了给即将问世的吸气式发动机控制系统提供先进技术,我们以WP-13作为技术验证机建立了全权限数字电子控制系统研究计划.研究计划包括控制原理和方法,实时控制系统仿真,自动故障检测、定位和重构,机载的发动机数字电子控制器(具有解析和硬件余度),敏感和驱动系统及全控机械液压备份装置.本文概略地介绍这项计划,包括:研究的起因,一般的系统介绍,目标、技术需求及进展,展望.     

A simultaneous assignment methodology of right/left eigenstructures

In the sense of eigenstructure (eigenvalues/eigenvectors) assignment, the effectiveness and disturbance suppressibility of a controller are mainly dependent on the left eigenstructure (eigenvalues/left eigenvectors) of a system. However, the disturbance decouplability is governed by the right eigenstructure (eigenvalues/right eigenvectors) of the system. In order to obtain a disturbance decouplable as well as effective and disturbance suppressible controller, a simultaneous assignment methodology of the right and left eigenstructures is proposed. The biorthogonality property between the left and right modal matrices of a system as well as the relations between the achievable right modal matrix and states selection matrices are used to develop the methodology. The proposed simultaneous eigenstructures assignment methodology guarantees that the desired eigenvalues are achieved exactly and the desired left and right eigenvectors are assigned to the best possible(achievable) sets of eigenvectors in the least square sense, respectively. An L-1011 flight control application is presented to illustrate the usefulness of the proposed methodology     

Functional analysis: a system conceptual design tool [andapplication to ATC system]

Functional analysis is a methodology for analyzing the mission and performance requirements of a system, and translating them into discrete activities or tasks which must be performed by the system. Determination of the system's functionality is the first step in obtaining a conceptual view of a system that is to be designed. The methodology for conducting functional analysis is developed, some of the tools used to support the activity are described, including examples to help solidify the concepts presented     

基于分层有向图的航天器故障诊断

针对航天器在轨故障诊断系统在实时性、准确性和完备性上的要求,提出了基于分层有向图的新的定性诊断方法。采用有向图分层策略,减小故障源搜索空间的大小;利用故障传播路径上的测试节点间的定性关系,回溯搜索不相容支路找出故障源候选集合,并且通过部件故障概率和故障传播的权重对候选故障源进行故障可能性的排序。应用提出的方法,建立了某卫星一次电源系统的定性诊断模型,并进行了故障诊断的仿真测试。结果表明该诊断方法是高效的,诊断结果准确而且完备。该方法适用于航天器在轨故障诊断。     

以持续抽象策略实现软件体系架构进化

以对传统的模型-视图-控制器(MVC)体系架构框架实施的进化过程为例,针对软件系统的体系架构模式／框架设计,识别并提出一种新的进化式设计理念体系:基于持续抽象策略的进化式设计理念体系; 并探索了以这种理念体系及其语言记录和传承软件系统设计经验及其进化能力历史的可能性。本文指出,架构方案的可抽象能力是软件架构进化能力的核心因素,决定架构方案在软件进化过程中的生存能力。新的进化式设计方法学理念体系建议以持续抽象过程作为体系架构设计的进化策略,以领导软件体系架构的进化方向,持续加强软件体系架构的可靠性、可扩展性、动态性和可复用性。还介绍了这一新的设计方法学理念体系在信号和逻辑集成工具SAL Studio1．0设计开发过程中的实践。     

直接根据性能指标进行航空发动机LQG/LTR控制器设计

本文提出了一种根据性能指标要求设计航空发动机LQG/LTR控制器的方法。采用这种方法,可根据发动机模型及性能指标要求直接获得卡尔曼滤波器增益,而无需求解Riccati方程。随后的仿真结果表明,所设计的控制系统具有较好的稳定鲁棒性及较好的动态性能。      

Mechanical engineering's role in multi-disciplinary radar design

Successful execution of a program and full satisfaction of the customer's requirements is a challenge for any contractor. Raytheon Company responds to this challenge by following a proven program execution methodology. The methodology includes all program aspects from financial planning to engineering to validation and test. This discusses the engineering team and the role of the mechanical engineer. A radar system is ultimately an assembly of advanced electronics and software. However, the design, fabrication, assembly, integration, and test Of this complex system requires a coherent multi-disciplinary approach. Raytheon, like many contractors, chooses to assemble an integrated product team (IPT) including all engineering disciplines. Mechanical engineering is integral to satisfying performance requirements, performing preliminary and detailed design, transition of the design to manufacturing, and implementation of the hardware in the field. During definition, mechanical engineering assists fundamental architecture development, conceptual design, and requirements development which precludes issues that are sometimes ignored to the detriment of many programs. These design issues include environmental protection, structural stiffness to meet deflection requirements, cooling system capacity to properly remove dissipated heat, manufacturabilit3' to control cost, maintainability to enable repair in the field, and transportability. Recognizing and trading off these issues early greatly increases the Probability Of satisfying customer objectives. This discusses the approach Raytheon is taking to ensure an overall multi-disciplinary solution to our design challenges from the perspective of the mechanical engineer.     

递阶自校正飞行控制

一、引言 飞行器控制最初只作了三个单独回路独立控制,随着飞行事业的发展,又考虑三个独立的自适应回路以适应飞行环境的变化。但飞行器三个通道六个自由度之间是互相耦合的,考虑变量之间耦合集中控制,系统过于复杂难以实时控制。     

多余度飞控计算机系统分级组合可靠性建模方法

系统可靠性是决定飞机飞控计算机系统(FCCS)体系结构选型的重要依据,可靠性建模技术(SRMT)是定量评价系统可靠性的关键。目前有可靠性框图(RBD)、故障树分析(FTA)、Markov随机过程和Petri网等多种系统可靠性建模方法,由于求解的途径不同,各种方法都具有优缺点。文章综合静态和动态系统可靠性建模方法特点,提出一种分类划分和分级组合的系统可靠性建模(HCRM)方法,并用该方法对Boe-ing777飞机非相似余度FCCS进行了可靠性建模。与传统方法比较,该方法将基于状态的可靠性建模方法和非状态可靠性建模方法进行组合,并基于系统静态和动态特性分级建模和求解,在一定程度上化解了复杂系统可靠性建模的复杂度和求解难度,使系统可靠性模型更加精细和符合实际系统。