故障树分析在可靠性、安全性分析中的作用与运用

故障树分析是实施可靠性、安全性分析的有效手段之一。本文介绍了故障树分析的方法、其在可靠性、安全性分析中的不同作用以及目前运用中的遇到的问题和解决思路。     

基于热力耦合层合板雷击损伤特性分析

为研究复合材料层合板在雷电流作用下的烧蚀损伤力学特性,建立复合材料雷击热力耦合有限元分析模型,与文献实验结果对比验证模型的有效性。根据Hashin三维失效准则编写用户材料子程序,分别得出层合板雷击烧蚀区域周围出现的力学损伤、各层力学损伤分布以及首层在不同方向上的应力分布,分析得出层合板的烧蚀损伤随雷电流持续时间的变化规律。结果表明:由于存在较高的温度梯度,导致层合板出现较大的热膨胀应力,进而导致层合板内部产生各种力学损伤,即基体开裂、分层及纤维断裂;雷击电流施加时间、峰值电流与温度场均对层合板烧蚀面积产生较大的影响。     

基于可靠性分析的立方星网络维护架构优化

立方星编队或星座构成分布式空间传感器网络，可提高立方星执行复杂空间任务的能力。然而立方星易发生故障，其故障时间不确定性也导致了传感器网络性能的不稳定，这凸显了对立方星网络进行在轨维护的重要性。考虑立方星传感器网络的功能维持问题，描述了一种网络维护架构，通过定期发射、在轨备份立方星以及时更换故障立方星，从而提高网络对单星随机失效事件的快速响应与恢复能力。建立了该架构的运行成本模型，包括固定成本、储存成本和短缺成本。收集整理了真实的立方星寿命数据，并使用最大化拟合优度参数估计方法得到最优立方星寿命的随机模型。采用基于蒙特卡罗仿真的遗传算法优化备用立方星的补给时刻和补给数量，在备份成本与系统性能下降所带来的损失之间进行权衡，使得系统的综合收益最优。     

LaBr3(Ce)元件破损在线监测关键核素确定及效率校准

常用的元件破损在线监测方法受外在因素影响较大，以γ能谱中关键裂变产物核素比活度进行在线定量分析是一种可靠的元件破损监测方法。针对新型LaBr₃(Ce)元件破损监测仪，设计了元件破损模拟实验，对逸出的裂变产物采用HPGe和LaBr₃(Ce)探测器进行了对比测量。通过不同冷却时间γ能谱的核素分析，确定了¹³⁵Xe，⁸⁸Kr，¹³⁸Xe，⁸⁸Rb，¹³⁸Cs等可作为LaBr₃(Ce)元件破损γ能谱监测的关键核素。同时，制备了覆盖能量范围(250～2 400)keV，含⁶⁰Co，¹³⁷Cs，¹³³Ba；²⁴¹Am，¹⁵²Eu；¹⁰⁹Cd，⁸⁸Y，⁵⁷Co及²⁴Na的4组放射性标准溶液，在建立的效率校准系统上，校准了LaBr₃(Ce)在线监测仪的效率。在反应堆一次异常情况分析中，已校准的LaBr₃(Ce)元件破损监测仪对关键核素的现场分析结果与HPGe的取样分析结果一致，表明效率校准结果准确，校准方法可靠。     

基于随机森林的航空器到达时刻预测

航空器到达时刻（ ETA）预测是进场排序与调度的基础，因此进场飞行时间的快速与准确预测显得尤为重要。通过分析航班信息、天气信息以及空中交通信息，基于随机森林算法构建了航空器到达时刻预测模型。选取上海浦东机场进场航班进行仿真验证，仿真结果表明，预测模型可以实现航空器到达时刻的快速与准确预测。     

新一代运载火箭氢氧模块动力系统试验风险分析

针对新一代运载火箭氢氧模块动力系统试车试验台进行了风险分析.分析方法采用基于元件的系统级FMECA和基于工艺流程的过程FMECA相结合的方法,引入“发生可能性”和“严酷度”两个指标,建立FMECA工作表,实现了风险因素量化分析与控制,并引入“风险指数”对风险事项排序.通过分析共识别Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式45项,提出了试验台在设计、生产、使用和操作中应采取的控制措施,使系统可靠性得到了增长.该方法有效拓展了大型地面试验风险管理的思路.     

Postcapture stabilization of space robots considering actuator failures with bounded torques

Space robotics is regarded as one of the most impressing approaches for space debris removal missions. Due to the residual momentum of debris, it is essential to stabilize the base rapidly after capture. This paper presents a novel control strategy for stabilization of a space robot in postcapture considering actuator failures and bounded torques. In the control strategy, the motion of the manipulator is not regarded as a disturbance to the base; in contrast, it is utilized to compensate for the limitation of the control torques by means of an inverse dynamical model of the system. Different scenarios where actuators are external mechanisms or momentum exchange devices have been carried out, and for actuator failures, both single- and two-actuator failures have been considered. Regarding to the performance of actuators, control torques are bounded. In cases that either single or two actuators have failed, the base can be stabilized kinematically when actuators are external mechanisms, but can only be stabilized dynamically when only momentum exchange devices are used. Finally, a space robot with a seven-degree-of-freedom manipulator in postcapture is studied to verify the validity and feasibility of the proposed control scheme. Simulation results show that the whole system can be stabilized rapidly.     

基于．NET平台的石油管道泄漏监测系统的设计与实现

输油管道泄漏监测技术在实际管道运输中起着举足轻重的作用。为了能够快速准确的检测管道泄漏，定位泄漏点，防止管道泄漏造成经济损失及环境污染，需要对管线泄漏采用适当的办法进行监测。本文介绍了一种基于．NET平台的石油管道泄漏检测系统设计与实现，并对其中关键技术进行了研究与阐述。     

基于随机时隙的RFID读写器防冲突方法

针对密集读写器环境下的无线射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)多读写器冲突情况,提出了一种基于随机时隙并通过中央计算机协调的读写器防冲突方法.首先,中央计算机发送每轮起始命令和时隙指令,读写器根据当前利用率随机选择时隙.选择当前时隙的读写器若没有接收到忙信号则发送信标并侦听,若无邻近读写器发送信标则开始读写标签,否则该轮回停止工作.若时隙末存在没有接收到忙信号的读写器则在额外时隙发送二次信标.与现有的分布式防冲突方法相比,该方法具有较好的吞吐量和公平性.