航天器的环境试验及其发展趋势

文章介绍了在航天器研制各阶段中环境试验的应用和环境试验类型,指出了环境试验在保证航天器可靠性中的重要作用.并简单讨论了试验的有效性问题,提出了21世纪航天器环境试验发展的几个重要方面.     

航电系统SCI互连的可靠性模型研究

研究未来航电系统关键协议——SCI(可扩展的一致性接口)的可靠性建模问题.从SCI互连的基本模型出发,提出了基于任务的系统可靠性分析方法,建立了系统的可靠性模型,并针对航电系统中SCI的蝶型互连进行了可靠性分析,指明该方法在航电系统设计阶段对于任务划分和拓扑选择都将起到指导作用.      

飞机环境控制系统可靠性仿真

利用故障模式分析和故障树的方法,分析了国产某飞机环境控制系统的可靠性数据.采用蒙特卡洛数字仿真方法建立了可靠性仿真模型,进行了仿真分析,给出了仿真结果,并根据仿真结果对环控系统的改进完善提出了建议.      

某发动机涡轮叶片使用寿命可靠性分析

发动机的载荷谱是发动机结构寿命研究的依据.利用某短寿命发动机的开车数据,对其高压涡轮叶片使用寿命进行了预测.建立了发动机等效寿命消耗计算模型,采用数据压缩处理技术,有效地提取了发动机的工作载荷.根据发动机短使用寿命这一特点,用威布尔分布模型描述此发动机涡轮叶片寿命分布,建立了发动机寿命可靠性模型,采用不完全寿命数据的中位秩法对发动机叶片寿命进行可靠性计算.随着可靠性增长,发动机寿命不断提高,考虑样本的时效性,用动态的威布尔分布模型来描述此发动机可靠性的增长,以便发动机在研制过程中的可靠性评估.      

航天器可靠性与空间特殊环境试验

文章论述了环境试验对航天器可靠性的重要作用,重点介绍了原子氧、空间辐照粒子、等离子体与带电、空间碎片等特殊环境及其效应对航天器寿命及可靠性的影响,并对开展航天器长寿命、高可靠环境试验技术研究提出一些建议。     

多态故障树广义负前馈自动建树算法的研究及其应用

阐述了控制系统多态故障树自动建树的一种方法,提出了基于控制系统功能图的系统及其组成部件的规范化描述方法,提出了广义负前馈处理的算法,完善了自动建树中对复杂结构处理的算法;并结合一个飞控系统的实例,验证了算法的正确性。使得故障树自动建树朝着真正自动化的方向发展。     

复杂系统可靠性评定先验分布的样条函数估计

在经验 Bayes理论的基础上 ,研究了利用样条函数拟合系统任务可靠度先验分布的方法。对 Weibull、指数和二项分布的三种试验结果 ,给出 Bayes方法可靠性计算公式。最后给出的一个实例表明 ,该方法计算简便、便于工程应用      

基于QoS的卫星网络端-端通信可靠性分析

针对卫星网络动态环境下的高速信息传输、业务类型差异大等特点，提出一种综合考虑各业务QoS（Quality of Service）指标的可靠性分析方法。在卫星通信网络实际运行周期内，通信系统往往处于逐渐劣化过程中，导致卫星的节点和链路除正常工作和完全失效外，还存在部分失效的工作状态。本文在链路多状态基础上基于最小路集算法（Minimum Path Set Algorithms，MPSA）在不同业务的QoS指标（时延、带宽和丢包率）约束下，得出满足该业务QoS约束的所有可靠路径集，对路径集中路径进行不交化处理得到网络端-端可靠性。研究结果表明，不同业务由于QoS需求的差异导致网络端-端可靠性不同，所提算法与传统算法相比更加符合实际。由于实际卫星网络环境中会采用端-端并行多路径传输（Multi-Path Transmission，MTP），本文在上述研究的基础上，进一步对多路径的端-端可靠性进行了研究，结果表明多路径数据传输可靠性高。     

Advanced optimization of gas turbine aero-engine transient performance using linkage-learning genetic algorithm: Part I,building blocks detection and optimization in runway

This paper proposes a Linkage Learning Genetic Algorithm (LLGA) based on the messy Genetic Algorithm (mGA) to optimize the Min-Max fuel controller performance in Gas Turbine Engine (GTE). For this purpose, a GTE fuel controller Simulink model based on the Min-Max selection strategy is firstly built. Then, the objective function that considers both performance indices (response time and fuel consumption) and penalty items (fluctuation, tracking error, overspeed and acceleration/deceleration) is established to quantify the controller performance. Next, the task to optimize the fuel controller is converted to find the optimization gains combination that could minimize the objective function while satisfying constraints and limitations. In order to reduce the optimization time and to avoid trapping in the local optimums, two kinds of building block detection methods including lower fitness value method and bigger fitness value change method are proposed to determine the most important bits which have more contribution on fitness value of the chromosomes. Then the procedures to apply LLGA in controller gains tuning are specified stepwise and the optimization results in runway condition are depicted subsequently. Finally, the comparison is made between the LLGA and the simple GA in GTE controller optimization to confirm the effectiveness of the proposed approach. The results show that the LLGA method can get better solution than simple GA within the same iterations or optimization time. The extension applications of the LLGA method in other flight conditions and the complete flight mission simulation will be carried out in part II.     

集成BLISCO和iPMA的多学科可靠性设计优化

为解决传统的基于可靠性的多学科设计优化(RBMDO)由于存在优化过程多层嵌套、多学科分析和可靠性分析反复迭代而导致的低效率问题,提出集成两级集成系统协同优化(BLISCO)策略和改进功能测度法(iPMA)的多学科可靠性设计优化方法。首先,基于序列化思想将多学科可靠性设计优化解耦,避免了每次多学科设计优化(MDO)对完整可靠性分析模型的反复调用与迭代。其次,采用高效的更适合复杂工程组织形式的BLISCO策略进行确定性多学科设计优化,摒弃了协同优化的一致性约束和两级集成系统综合法的复杂分析和近似建模问题,提高了计算效率。然后,基于角度更新策略对功能测度法(PMA)进行改进,采用更新角度替代极限状态函数值进行可靠性分析与判别,减少了多学科可靠性分析次数。最后,结合某机型起落架的缓冲器设计实例对所提方法进行验证,结果表明该方法的计算效率较其他方法分别提高了30.93%和19.97%,验证了方法的有效性,且具有工程实用价值。