信息物理系统在航空领域中的应用

面向航空电子系统的新需求,对信息物理系统在机载领域的应用进行了探索。通过研究信息物理系统的基本概念和特征,提出机载信息物理系统的简化模型,分析需解决的关键技术,肯定了信息物理系统在航空领域应用的可行性。     

飞行仿真系统的建模与验证

主要介绍了模型的研究领域和定义，并以飞行模拟器飞行系数数学模型为例，说明了实际－理论模型－计算机模型的建立过程，以及飞行系统的建模、编程、数据的选取及预处理等对飞行模拟器逼真度的影响。     

故障预测与健康管理半物理实时仿真验证研究

针对故障预测与健康管理(PHM)验证方式,对飞机机电系统 PHM 验证手段进行了研究,设计了一种机电系统 PHM 半物理实时仿真验证平台,能够模拟机电系统典型工作状态和故障状态,向飞机管理计算机仿真机提供仿真机电系统特性的接口信号,完成机电系统故障注人,直观显示故障诊断结果,支持 PHM 故障诊断推理技术的功能和性能验证。该平台能够为 PHM故障诊断推理技术提供与应用环境一致的通用化、全过程的验证环境,提高 PHM 技术的成熟性和可靠性,促进相关技术的深入研究和 PHM 技术工程应用进程。     

网络攻击下无人机信息物理系统的自适应状态估计

针对网络攻击下无人机信息物理系统(CPS)的安全状态估计问题,提出了一种基于自适应方差极小化的递推状态估计器(AVMRE)。通过将针对控制输入和传感器数据的恶意攻击分别建模为状态和量测方程中的未知干扰项,建立了未知干扰解耦状态递推估计器,实现滤波误差中的量测未知干扰解耦,利用滤波残差设计自适应调整因子对估计误差上界进行极小化,应用最小方差估计准则求解出算法中的量测增益反馈矩阵。同时引入事件触发机制,使得系统在保持一定估计精度的情况下节省通信资源。此外,给出了滤波误差指数有界性的充分条件。无人机飞行模型仿真验证了本文算法相比传统算法的有效性和优越性。     

双轴燃气轮机仿真及试验验证

为解决燃气轮机仿真实时性差和仿真结果精度低等难点,采用模块化建模方法,对某型双轴燃气轮机进行建模仿真,并将仿真结果与试验结果对比后对模型进行修正:增加燃气轮机各部件特性修正系数,完善空气系统,考虑实际过程中转子的摩擦力和气动阻尼等因素的影响.在燃油调节系统中,增加了惯性环节,并对P1参数等进行了优化调整,对试验负载曲线进行优化,以减小各种干扰.结果表明,经修正后的仿真模型具有很高精度,可以对燃气轮机发电过程进行模拟,以及对燃气轮机的研制工作进行评估.     

飞机电气线路互联系统仿真及试验验证技术

为了验证电气互联系统设计的准则和规范,对电气线路互联系统在设计研发阶段需要开展的仿真验证及试验验证的内容进行了分析。通过软件仿真与物理试验相结合的方法,验证电气线路互联系统电磁兼容、活动部位电缆安装、特殊区域线束安装、基于三维数模的隔离检查等方面的符合性。验证方法主要分为系统级试验、组件级试验及元器件材料及试验,重点对系统级试验及组件级试验进行描述。文中的分析方法全面客观,涵盖了现阶段电气互联系统的先进技术和方法,将为今后的进一步深入工作指明了方向。     

基于Matlab的液体冷却系统仿真与试验验证

冲压空气温度和流量随飞行高度的变化而变化,导致特种飞机上的液体冷却系统存在诸多变化因素,在系统设计初期,计算量庞大且工况复杂。针对上述问题,利用Matlab的Simulink仿真平台,建立液体冷却系统主要部件的动态数学模型和系统仿真模型,并对系统进行仿真分析。将仿真结果与试验数据进行对比,结果表明:仿真分析具有较高的精度,该仿真系统可以用于液体冷却系统的设计和优化。     

无人直升机悬停低速段的不确定性仿真验证

在无人直升机控制律的设计过程中,需要对无人直升机进行建模,并对飞行中产生的一些不确定性因素进行仿真验证.目前,很多不确定性因素的描述是在非线性的环境中加入一些简单的扰动,然而能够确切地描述无人直升机动态特性的非线性模型在MATLAB中很难搭建.为此,文章从工程研究的角度,提出了在无人直升机线性模型组的基础上进行不确定性仿真验证的方法,从物理特性的角度描述无人直升机在悬停低速飞行时的对象特性不确定性,选择不确定或扰动因子;在MATLAB中建立了仿真模型,进行了无人直升机悬停低速段不确定性的验证.此方法简单、快速,并且能正确地反应无人直升机悬停低速段的不确定性,具有一定的工程意义.     

基于混合编程的碰摩故障识别仿真验证系统的设计

关于旋转机械碰摩故障识别方法的研究已经成为碰摩故障研究的一个热点。为了直观地比较碰摩故障识别方法的优异,本文提出了基于混合编程方法设计碰摩故障识别的仿真验证系统。系统利用Matlab与VC＋＋的混合编程技术仿真并显示了采用RBF核SVM及BP网络等方法识别旋转机械的碰摩故障。实验结果表明,该仿真系统具有良好的实用性,具有一定的应用价值。     

机载火控系统虚拟仿真实验室的构建与研究

为了解决院校教育与部队先进装备的同步训练,采用虚拟仿真技术、虚拟仪器测试技术、人工智能故障检测技术构建了机载火控系统虚拟仿真实验室.经使用,该实验室的功能达到了设计要求,不仅满足了教学需要,而且采用技术先进,设备性能优越,极大提高了院校为部队人才培训及装备维修保障的能力.     

基于分区操作系统的实时监控工具的研究与实现

当前基于ARINC653的综合化航空电子系统的应用日益广泛,基于分区操作系统应用开发的方便性和灵活性已经成为航空电子系统需要解决的重要问题。详细阐述了基于分区操作系统的目标机监视的原理,并给出了一种可行的目标机运行监视工具AcoreScope的设计和实现方案。应用表明工具极大地改善和提高了航空电子系统的应用开发能力,为通信故障诊断和分析提供了依据。     

嵌入式分区操作系统可靠性技术的研究与应用

嵌入式实时多分区操作系统是专门为新一代航空电子系统开发的,是支持综合化航空电子系统的嵌入式实时操作系统,该操作系统是基于分区的高安全、高可靠操作系统,其可靠性决定了运行在其上的应用软件的可靠性。从软件可靠性概念着手,深入研究了嵌入式实时多分区操作系统开发过程中涉及的可靠性设计技术,给出了软件可靠性应用的示例,并研究了操作系统软件研发中使用的可靠性管理方法,对软件的可靠性进行了总结。     

襟翼高升力系统和结构部件飞机维修手册程序验证研究

目前,我国民用飞机维修手册验证工作尚无相关标准和规范,亟需开展相关研究工作,争取早日建立完备的手册验证体系。在国产某型客机试飞阶段,结合试飞改装工作进行大批量维修手册操作验证工作,提出手册验证操作的技术要求、操作流程和实施要点;以襟翼高升力系统和结构部件的飞机维修手册验证程序为例,从实际操作可行性和省时性角度出发,开展手册验证计划编排和验证实施方法设计,总结维修操作难度较大的襟翼拆装程序编写实施要点、注意事项、常见维修性问题及改进方法,为后续验证工作提出建议。     

面向适航认证的模型驱动机载软件构件的安全性验证

 在软件开发的过程中为适航认证提供证据,已成为机载软件开发的研究热点。现代复杂机载软件多为构件化分布式架构,如何有效验证构件之间安全性依赖关系与适航认证标准当中规定目标的一致性,是机载软件设计阶段的一个重要问题。首先,使用系统建模语言(SysML)块图建立带有安全性特征的系统静态结构模型,将其转换为块依赖图以便进行精确的形式化描述。在此基础上给出形式验证方法,检验系统静态结构模型中的安全性依赖关系与适航认证标准中所规定目标之间是否一致。最后,通过一个飞机导航系统的例子说明如何将该方法应用于机载软件开发的过程中。利用这种方法对系统静态结构模型的安全性依赖关系进行验证,能够提高系统整体的安全性,并为适航认证提供证据。     

一种有效的电路仿真验证技术

由于数字电路设计复杂性的增加以及日益紧迫的设计周期的压力,数字电路仿真模型的混合应用在实际应用中变得越来越重要。首先讨论了这种应用带来的问题以及相应的解决方法,接着介绍了混合仿真模型描述的数字电路进行功能验证的两种方案:以VHDL语言描述为顶层的设计方案和以原理图为顶层的设计方案。数字电路仿真模型的混合应用技术,是一种对于混合仿真模型描述的数字电路进行功能验证的方便、快捷的方法,使用该技术可以大大提高数字电路设计的质量和可靠性。     

Socket通信在分区操作系统下的应用设计

随着航空电子系统综合化的发展,Socket通信在在分区操作系统下的应用已成为航电系统新的应用需求。介绍了分区操作系统Socket通信的体系结构以及设计过程。论述了端口应用层、虚端口管理层和Socket管理层的工作原理以及Socket数据在分区操作系统下的处理过程。所开发的系统运行平稳。     

基于仿真数据的测试性验证序贯设计方案

针对当前测试性验证试验设计方案均存在确定的故障样本量较大以及验证周期长的问题,提出了一种基于仿真数据的测试性验证序贯设计方案。首先,基于二项分布模型确定序贯设计的判决阈值;然后,在序贯试验下基于给定的样本量分配和故障模式选取方法,采用仿真的方式生成相应的故障模式并进行验证试验。同时,以序贯方式计算相应的概率比,通过其取值动态判定接受/拒收。结果表明,与传统方法相比,该方法与经典验证方法具备几乎相同的抽样特性,能达到有效减少测试性验证试验所需故障样本量的目的。     

基于贝叶斯网络的多状态机载系统安全性评估方法

传统的安全性评估方法不适用于具有多状态属性的现代机载系统。根据系统与系统组成单元之间的状态关系,构建了基于贝叶斯网络的机载系统多状态安全性模型;运用通用生成函数给出了贝叶斯网络非根节点的条件概率表,基于变量消元法提出了系统失效状态发生概率计算方法,推导了系统组成单元重要度算法。结合某型飞机副翼控制系统给出了应用实例。结果表明,方法为解决多状态机载系统的安全性评估问题提供了一种简洁直观的方法,能够有效评估机载系统的安全性水平,确定各单元对系统安全性中的影响。