装备系统剩余使用寿命预测技术研究进展

社会的稳定发展离不开制造业的高水平发展，生产是制造业的关键步骤，长期持续稳定的产出依赖于装备系统的稳定运行。系统故障引起的停产势必会造成一定的经济损失。如何尽早地发现装备系统的故障来避免停工停产带来的经济损失，已经成为了当前应用研究中的热点。采用定期人工检查的传统方法不仅提高了生产成本，还使得问题发现较为滞后，达不到实时监控的目的。而且，随着信息技术的高速发展，装备系统的监测也变得更加智能化。利用装备系统的历史数据检测其状态能够更敏捷、更高效地发现装备运行中的“亚健康”问题，能给装备管理者提供有益的决策支持。基于装备剩余使用寿命的数据预测，能够提供高效智能的解决方案，在工业领域有着宽广的应用前景。因此，本文聚焦于装备系统剩余使用寿命预测技术的研究进展，对近年来剩余使用寿命预测的研究进行归纳总结，并讨论各剩余使用寿命预测理论与方法的优缺点。最后，总结并展望装备系统剩余使用寿命预测技术的未来研究方向和发展趋势。     

射流预冷不同因素对涡扇发动机性能的影响

为了研究射流预冷下涡扇发动机的性能以及稳定性表现，分别考虑射流预冷导致的进气道掺混换热、截面工质热物理性质的修正以及部件特性修正这三种因素，对涡扇发动机的稳态性能进行了数值模拟。计算结果表明：射流预冷下发动机推力的大幅增长来自于进气流量的增加，其中掺混换热是引起进气流量增加的直接因素，而工质热物理性质和部件特性的变化则导致发动机的推力下降，高水气比下，受进气流量增加的影响，射流预冷仍能大范围的提高发动机的推力水平。进气道掺混换热使得风扇更为逼近喘振点，而随着水气比的增加，风扇和高压压气机的稳定性均有所回升。     

模型驱动的安全关键系统标准符合性验证方法

大部分安全关键系统都需要进行安全认证,以确保其不会对人、财产或环境造成重大伤害。提供符合性认证所必须的证据是一项具有挑战性的任务。目前学术界提出一种模型驱动的安全关键系统标准符合性验证方法,该方法便于证据链的收集和标准符合性验证。分析了当前模型驱动的安全关键系统的研究现状,介绍了其标准符合性验证方法的概念、模型和框架,并将其与传统的方法进行比较分析,为我国安全关键系统的标准符合性验证提供借鉴。     

基于熵理论的复杂装备费用测算模型

为了提高航空器、飞机等大型复杂装备的费用预测精度，根据相似信息优先原理和熵理论，将相似装备的选取看作是一个信息融合的过程，引入距离熵和灰关联熵，构建综合相似度指标来度量装备样本与待预测装备之间的相似程度，对不同样本进行赋权，建立加权最小二乘法对装备费用进行预测。针对装备样本数量小于参数数量的情形，通过构建装备参数对费用的驱动效应矩阵及计算相应熵权，选择熵权较大的参数作为测算模型的自变量。通过实例对比分析，表明基于熵理论的加权回归测算模型具有较高的预测精度和稳定性。      

单个中性球形颗粒在三维方腔中的运动

采用多松弛格子Boltzmann方法模拟了单个中性球形颗粒在三维顶盖驱动方腔流中的运动。考虑了展向弱受限的对称边界和强受限的固壁边界两种情况下初始位置、颗粒大小以及雷诺数的影响。对于展向弱受限的情形，发现颗粒的初始位置显著影响着最终的运动轨迹。根据相图被划分为三个区域：外层稳定区、内层稳定区以及涡中心区域。通过对颗粒受力的分解解释了其在极限环上运动的机理。此外，还详细介绍了球形颗粒在极限环上的顺时针旋转运动。随着雷诺数的增加，颗粒逐渐向外围靠近，不断旋转达到相应的极限环轨迹。对于选定的初始位置，观察到在高雷诺数时大颗粒向外迁移，而在低雷诺数时大颗粒的极限环靠近涡中心。对于展向强受限的情形，极限环与颗粒的初始位置无关。随着雷诺数的增加，除方腔左上角外，极限环轨迹有向外迁移的趋势。最后，随着颗粒尺寸的增大，极限环向方腔内部收缩。     

基于改进的SENet航空发动机振动预测

为实时监测和预警航空发动机振动状态，基于气路及振动参数，提出一种使用改进的SENet（squeeze-and-excitation network）模型，对航空发动机近未来的振动进行预测。该研究相比以往采用的实验室模拟数据和仿真数据，使用了真实的QAR（quick access recorder）数据并进行随机采样，以求更能表征发动机振动和工作参数之间的关系。同时，不仅使用其他振动信号进行验证，还在其他型号的发动机上进行测试。结果表明:针对航空发动机的振动进行预测是可行的，SENet模型可以有效并实时追踪振动的突变和波动。此外，该方法对于其他振动信号和不同类型的发动机具有一定的适用性。而且相较于以往采用的其他经典的深度模型，SENet模型在振动的预测中能得到更小的误差。实验证明，相较于以往只使用振动这个单参数进行预测，并行使用与振动相关的多参数融合进行研究更能提高预测的准确性。      

张拉整体伸展臂的构建方法研究

臂状张拉整体结构转化为张拉整体伸展臂的方案被分析研究。首先，构建臂状张拉整体结构的数学模型。而后，基于臂状张拉整体结构，通过受力变形分析，获得了此结构在轴向外载作用下，其整体高度、截面直径和构件长度变化规律。依据分析结果，研究驱动此结构折叠的方案和索构件弹性化方案。利用仿真分析和模型实验，对所获得的机构方案的可行性和合理性进行了分析验证。通过研究得到：将多层张拉整体斜索和鞍索柔性化，驱动附加索更容易实现折展；张拉整体层数增多时，驱动附加索可减小控制难度；多层张拉整体占用空间主要受高度影响。通过分析，获得了一种可行的张拉整体伸展臂设计方案。研究中应用的由折叠方式推导展开方案的分析思路也能够为张拉整体结构的机构化研究提供借鉴。     

面向自动驾驶仿真的虚拟LiDAR传感器建模

在自动驾驶仿真领域，虚拟传感器输出数据的精准度是仿真结果可靠性的重要保障。激光雷达（LiDAR）作为车辆环境感知的关键传感器，其采集的点云数据的准确性是实现车辆对三维环境理解的关键。但在虚拟环境中，通过3D渲染技术模拟的点云数据难以真实反映传感器在复杂工况下的变化规律。本文提出一种用于自动驾驶仿真的虚拟LiDAR传感器建模方法。该方法首先基于Unity 3D引擎构建LiDAR的几何测量模型。其次，结合真实传感器的衰变特性推导简化的LiDAR物理模型。最后，基于蒙特卡罗方法在随机模型上对仿真数据进行噪声模拟，从而实现高保真的LiDAR数据输出。所提出的方法可结合精细化的虚拟场景进行数据验证，实验结果表明：该方法能够有效地在虚拟环境下模拟LiDAR数据，从而应用于自动驾驶仿真算法验证过程。     

基于数据和知识驱动的低轨卫星资源 智能调度研究综述

低轨卫星通信系统作为空天地一体化网络中的重要组成部分，由于低时延、低成本等优势受到越来越多的关注。针对低轨卫星的特点，面向用户的业务多样性和分布不均性，相应的资源调度方法也得到了广泛研究。首先对数据驱动和知识驱动方法进行概述并分析各自的特点，主要包括数据驱动方法和知识驱动方法的介绍、知识的定义和分类以及知识融入的途径。其次对传统数学模型驱动的资源调度方法进行介绍，着重介绍数据驱动的资源调度方法以及数据和知识联合驱动的资源调度方法，最后总结并展望未来低轨卫星资源调度研究面临的挑战。