Remaining useful life prediction for engineering systems under dynamic operational conditions: A semi-Markov decision process-based approach

For critical engineering systems such as aircraft and aerospace vehicles, accurate Remaining Useful Life(RUL) prediction not only means cost saving, but more importantly, is of great significance in ensuring system reliability and preventing disaster. RUL is affected not only by a system's intrinsic deterioration, but also by the operational conditions under which the system is operating. This paper proposes an RUL prediction approach to estimate the mean RUL of a continuously degrading system under dynamic operational conditions and subjected to condition monitoring at short equi-distant intervals. The dynamic nature of the operational conditions is described by a discrete-time Markov chain, and their influences on the degradation signal are quantified by degradation rates and signal jumps in the degradation model. The uniqueness of our proposed approach is formulating the RUL prediction problem in a semi-Markov decision process framework, by which the system mean RUL can be obtained through the solution to a limited number of equations. To extend the use of our proposed approach in real applications, different failure standards according to different operational conditions are also considered. The application and effectiveness of this approach are illustrated by a turbofan engine dataset and a comparison with existing results for the same dataset.     

步进频率雷达多通道迭代收敛法速度估计方法研究

步进频率雷达中,目标的径向运动将导致合成的目标径向一维距离像产生距离徙动和波形失真,需要对目标速度进行估计以补偿其影响。首先基于相位对消原理提出一种适用于扩展目标的步进频率雷达信号处理方法。然后针对高速运动目标,提出基于多通道迭代法步进频率速度估计方法。该方法利用一组正跳频和负跳频步进频率脉冲串综合处理,通过多通道方法解速度模糊,迭代收敛法精确估计目标速度,从而实现高速运动目标无模糊速度精确测量。该方法可应用于步进频率雷达高速目标速度精确测量和成像补偿。     

蜂窝椭圆反射镜的孔单元设计研究

应用有限方法进行了蜂窝状椭圆反射镜的轻量化孔单元设计研究,分析了孔单元形状 、孔单元排布形式和孔单元尺寸对蜂窝椭圆反射镜的各项性能的影响。结果表明孔单元尺寸 对质量、转动惯量和加工变形的影响较大,而孔单元排布形式和孔单元尺寸对热变形的影响 要高于对自重变形的影响,87 mm孔单元的第三种三角形孔单元排布形式是最优的孔单 元设计形式。
     

基于PEA的椭圆轨道航天器编队飞行高精度位置保持

针对航天器编队飞行时相对位置保持精度要求高的特点,采用基于线性变参数模型的多项式特征结构配置方法设计椭圆轨道航天器间相对位置控制算法。对于线性变参数控制系统,本文将基于线性定常系统的多项式特征结构配置方法推广以确保系统性能与变化参数间的独立性。在特征结构配置时,先设计带参数变化的控制器结构后计算出带未知控制器增益的设计闭环传递函数,接着将其与含有闭环系统性能的期望传递函数在三个条件下进行匹配,进而获得未知控制器增益的表达式。在设计实际控制椭圆轨道编队飞行MIMO相对位置保持算法时,将系统期望传递函数设为解耦形式来实现三轴位置控制间的解耦控制,达到提高系统控制性能的目的。最后进行相应的数学仿真,其结果表明该算法能够保证系统的高精度位置保持要求。     

RFID技术中防碰撞算法研究与改进

本文研究了射频识别技术中的防碰撞算法,介绍了几种标准搜索算法,提出了标签分区的改进算法,并且利用软件进行了仿真,仿真结果表明此改进算法能明显提高效率和稳定性。     

飞机机翼表面霜冰的三维数值模拟

基于欧拉两相流理论对三维情况下飞机机翼表面的霜冰进行了数值模拟.根据水滴拟流体模型建立三维水滴控制方程;提出一套水滴控制方程的数值求解方法;由三维水滴流场的求解结果计算机翼表面的水滴收集特性,提出一种三维积冰外形的生成方法,完成了对飞机机翼表面霜冰的三维数值模拟.对ONERA M6机翼在不同迎角下霜冰的积冰情况进行了数值预测,并分析了结冰条件对积冰的影响.      

新型抗静电底漆研制及其在直升机减重中的应用

简要回顾了直升机用新型抗静电底漆的主要研制内容,详细阐述了工程应用过程中所开展的涂料喷涂工艺、涂层性能测试,减重和成本分析等应用研究工作。工程实践结果表明,该新型抗静电底漆在直升机上应用取得了预期减重效果,有效减轻了结构重量,简化了工艺并节约了成本。     

研具对半球型动压气浮轴承球面成型精度的影响

本文分析研具对半球型动压气浮轴承零件球面成型精度的影响,提出了研具设计的准则,并通过试验验证了研具设计方法的正确性。     

基于PIV技术的沙棘柔性坝影响下水流表面流速沿程变化特性试验分析

基于PIV技术,在野外试验基地,开展了沙棘植物柔性坝对水流表面流速场影响的野外试验.探索在大型野外水流试验中应用PIV技术的可行性.主要分析与讨论了沙棘植物柔性坝作用下水流表面流速的沿程变化特性,以反映沙棘植物对水流的阻滞效应.结果表明:将PIV技术应用于大型野外水流试验研究中是可行的;与无植物的对比段对比表明,植物对水流具有很强的阻滞消能作用,坝前表面流速最大,水流进入沙棘柔性坝后,表面流速迅速减小,水化雍高;受植物排的影响,沙棘柔性坝水流表面流速变化表现出缓慢的波浪型态或曲折的"之"字变化型态;水流流出沙棘柔性坝后,表面流速沿程开始逐渐恢复,并趋向于坝前对比段表面流速分布.本研究可为山区沟道开展以植物为主体的滞流拦沙水土保持生态工程提供理论依据.     

基于机动平台序列图像的空间飞行器定轨技术研究

针对机动观测平台单目光学成像系统的特点,在不能测定目标飞行器位置和速度的前提下,通过对成像系统与空间飞行器空间关系的分析,提出了视平均运动角速度与真平均运动角速度的概念,并构建了关于二者的约束方程,实现了基于测角数据的观测斜距的估计,从而解算出定轨所需的初始状态参数。基于观测斜距估计的轨道确定方法把对空间飞行器的定轨问题,归结为根据图像序列计算目标测角和根据测角数据确定观测斜距,解决了利用空间单目光学成像数据的定轨问题,并以高轨卫星为实例对定轨精度进行了仿真验证。