基于性能退化数据的可靠性评定方法研究

对于高可靠长寿命产品,基于性能退化数据分析产品可靠性是一种行之有效的技术途径。本文首先建立性能退化轨道模型和退化数据统计模型,然后详细论述了退化数据统计分析的多种大样本方法,并分析论述了各方法的优缺点。最后提出性能退化分析时,依然存在小样本问题,并提出性能退化轨道模型结合Bayes小样本技术,将是解决性能退化数据统计分析小样本问题的有效途径。     

星载跟踪控制系统设计及其抗扰动分析

针对星载目标跟踪要求高精度及快速响应能力,但同时存在力矩扰动等影响,分析提出了跟踪控制系统性能指标,根据预设指标,对系统进行了初步设计及串联滞后校正,并在增加加速度计的情况下,对系统进行了抗扰动分析.利用Matlab进行系统幅频特性仿真结果表明,设计的系统能较好满足预设指标,具有良好的稳定跟踪性能.     

直接侧向力/气动力复合控制系统的特征参数

为考察在大气层内拦截弹上应用直接侧向力与气动力复合控制同应用纯气动力控制的本质区别,依据连续系统跟踪性能极限的研究成果,提出以复合控制对象的非最小相位零点作为描述复合控制系统性能的特征参数。气动力回路控制对象含有一个离虚轴较近的非最小相位零点;而通过合理设计气动力控制器,直接侧向力控制对象只包含一个离虚轴较远的非最小相位零点,复合控制系统的跟踪性能可望比纯气动力的更好。设计实例对此进行了分析,揭示了非最小相位零点在控制器设计中的重要作用。     

超燃冲压发动机内流性能的一维评估

在准一维Eu ler方程的基础上,通过增加反映面积变化、摩擦、添质和化学反应放热的源项,发展了超燃冲压发动机推进流道计算的一维软件,可以在很短的时间内提供发动机的推力和摩擦力,同时给出发动机参数沿轴向的变化和出口值。通过日本国家航空与航天实验室(NAL)的双模态模型氢反应流场计算验证了软件的可靠性后,针对煤油发动机,分析了隔离段和燃烧室扩张角、燃料喷射位置与方式、化学反应放热项的两种不同求解方法、隔离段高度对燃烧室性能的影响,为飞行器设计配备了能稳定激波且性能较好的发动机构型。     

Group dynamics in a long-term blind endeavor on Earth: An analog for space missions (Lewis & Clark Expedition group dynamic analysis)

In 1803, President Thomas Jefferson set fourth a military expedition led by Captains M. Lewis and W. Clark (Lewis and Clark Expedition) on an exploration that would become an everlasting part of US national history and pride. Looking back at the events of this exploration, there are many similarities to the experiences future human space explorers will face as we look to colonize the Moon and travel to Mars and beyond (NASA Vision for Space Exploration, 2004):

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The Lewis and Clark Expedition lasted almost three years and involved a crew of 43 men traveling up the Missouri River to explore the unknown lands and a possible water route to the Pacific Ocean;     

陀螺仪短周期性能测试方法研究

讨论了陀螺仪短周期重复性能的标定测试方法,即极轴翻滚试验方法。该方法以地球极轴为基准,通过对一周过程的电流值进行离散傅立叶分析,经过相应的运算处理求出误差模型参数的估计值。试验结果表明,该方法辨识参数多,全面反映了陀螺仪性能,可以科学地考察陀螺仪的短周期重复性。     

多姿态敏感器测量的信息融合定姿方法研究

基于最优融合估计理论,给出并证明了多敏感器组合姿态确定系统状态最优融合估计形式。设计了基于信息分配的多信息融合联合滤波器结构和算法,分析估计性能,讨论了决定联合滤波器融合的性能信息分配因子选择方法,提出了一种基于协方差阵特征值平方分解的动态自适应信息分配因子确定方法。以某卫星多姿态敏感器组合测量为例,推导了卫星姿态确定的误差状态方程和各子系统的量测方程及观测阵。仿真结果表明：采用联合滤波器对多敏感器卫星姿态确定系统进行信息融合能改善定姿精度,有效抑制滤波发散,并提高整个系统的运算与收敛速度。     

小型控制力矩陀螺扰动建模及性能指标分析

为实现遥感卫星的高精度指向能力,对遥感卫星星上常用执行机构控制力矩陀螺扰动及性能指标评定进行了研究。首先,充分考虑小型控制力矩陀螺的静动不平衡量以及框架轴的安装误差,根据动量定理和动量矩定理建立了完整的星载小型控制力矩陀螺的动力学模型,并对所建立模型的正确性进行了理论分析和仿真验证;其次,将含有扰动特性的小型控制力矩陀螺应用到星上,建立了整星动力学模型,并选用合适的框架伺服控制系统和转子伺服控制系统,完成整星的姿态稳定控制任务;最后,采用数值仿真的方式分析了陀螺转子静动不平衡因素以及框架角测量误差对星体姿态精度和稳定度带来的影响。结合任务要求,对小型控制力矩陀螺设计提出静动不平衡量等指标要求,以期使其满足星上光学有效载荷的成像要求。     

性能参数型航天器机构的可靠性试验评定方法

针对性能参数型航天器机构的工作特点以及试验测试手段的可行性,提出一种适用其可靠性评定的工程化方法。该方法对确定产品可靠性特征量的关键参数进行测量,并根据对产品工作情况的分析,确定与产品无故障工作情况相应的容许值范围。通过样本观测值利用数理统计方法计算产品的可靠性置信下限。算例表明,在精度满足工程计算要求的情况下,本方法可以相当简单地评定出产品的可靠性置信下限,满足航空航天类产品可靠性评定的工程需要     

A physics-based framework for online surface roughness assessment for high-pressure turbines

Surface roughness is a critical health parameter of a turbine blade due to its implications on blade surface heat transfer and structural integrity. This paper proposes a physics-based online framework for Gas Turbine Engines (GTE), in order to assess the blade surface roughness in a high-pressure turbine without engine shutdown. The framework consolidates Gas Path Analysis (GPA) based performance monitoring models and meanline turbomachinery analysis, using a novel GPA-meanline matching process. This extracts meaningful performance deviation trends from GPA, while addressing the uncertainties associated with the measurements and modelling. To relate efficiency loss to surface roughness severity, a meanline-based system-identification process has been developed to establish the meanline representation of the turbine stage, and to incorporate the empirical surface roughness loss correlations. The roughness loss correlations have been evaluated against recent transonic test data in the literature. A modification to the compressibility correction factor has been made according to the evaluation outcome, which improved loss predictions compared to the experimental measurements. The framework was tested on the three-year operational data of a cogeneration GTE, and the results verified the framework's potential for online surface roughness monitoring. The predicted surface roughness showed agreement in both trend and the magnitude-level with the measurements reported in the literature.