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考虑倍率的平流层飞艇储能电池建模与分析

北京航空航天大学学报 2022年第1期48卷 182-192页

作者：刘松松孙康文北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083 北京航空航天大学云南创新研究院昆明650233 北京航空航天大学无人系统研究院北京100083

准确掌握储能电池的实际电量是确保平流层飞艇实现长航时飞行的关键因素之一。首先,建立了平流层飞艇能源系统仿真模型,对能量输入和消耗进行动态分析。随后,对储能电池进行不同电流倍率的充放电测试,采用多项式拟合的方法,根据测试数... 详细信息

准确掌握储能电池的实际电量是确保平流层飞艇实现长航时飞行的关键因素之一。首先,建立了平流层飞艇能源系统仿真模型,对能量输入和消耗进行动态分析。随后,对储能电池进行不同电流倍率的充放电测试,采用多项式拟合的方法,根据测试数据建立了储能电池充放电过程中荷电状态(SOC)、剩余放电时间(RDT)、剩余充电时间(RCT)的分析模型。最后,结合能源系统能量输入、消耗模型和储能电池模型进行飞行模拟仿真,获取各部分变化数据,与已有试验数据进行量化对比分析。结果表明:所构建储能电池模型在SOC、RDT、RCT的计算误差分别小于3%、1.5%、1.5%,能够准确反映电池工作过程中SOC、RDT、RCT的变化,可为平流层飞艇平台制定优化的飞行策略提供量化支撑。

关键词：平流层飞艇储能电池模型荷电状态(SOC) 剩余放电时间(RDT) 剩余充电时间(RCT)

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创新链产业链融合高位推进科技创新

云南科技管理 2021年第6期34卷 66-67页

作者：北京航空航天大学云南创新研究院北京航空航天大学云南创新研究院

北京航空航天大学云南创新研究院(以下简称"研究院")是由北京航空航天大学与云南省人民政府共同举办的非财政补助型事业单位。自成立以来,研究院围绕国家及云南省《"十四五"发展规划和二〇三五远景目标》等重大部署,结合北航"双一流"建... 详细信息

北京航空航天大学云南创新研究院(以下简称"研究院")是由北京航空航天大学与云南省人民政府共同举办的非财政补助型事业单位。自成立以来,研究院围绕国家及云南省《"十四五"发展规划和二〇三五远景目标》等重大部署,结合北航"双一流"建设规划,以党建为引领,为重塑云南支柱产业新优势、培育壮大新兴产业、加快数字化发展,筑牢国家西南生态安全屏障等省重点工作任务提供强有力的科技支撑。

关键词：支柱产业新兴产业创新链产业链融合生态安全屏障财政补助双一流远景目标

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太阳能飞艇刚性电池阵列接收能量分析

北京航空航天大学学报 2023年

作者：刘思宇高健孙康文北京航空航天大学云南创新研究院北京航空航天大学航空科学与工程学院

太阳能飞艇能量全部来自太阳能电池阵列，阵列接收的太阳辐射大小决定飞艇的续航能力。对用于飞艇的刚性晶体硅电池和柔性薄膜电池进行建模，考虑实际电池板单元的尺寸和形状，对比刚性电池的斜平面阵列和柔性电池的曲面阵列两种布置形... 详细信息

太阳能飞艇能量全部来自太阳能电池阵列，阵列接收的太阳辐射大小决定飞艇的续航能力。对用于飞艇的刚性晶体硅电池和柔性薄膜电池进行建模，考虑实际电池板单元的尺寸和形状，对比刚性电池的斜平面阵列和柔性电池的曲面阵列两种布置形式在接收能量上的差异。并分析飞艇尺寸对两种阵列接收能量的影响。然后对于刚性电池设置四种斜平面阵列布置形式，比较斜平面阵列中电池板的尺寸和形状对接收能量的影响。结果表明，中低纬度处刚性电池的斜平面阵列在全年各天中接收的太阳辐射能量都高于柔性电池的曲面阵列，在高纬度地区则相反。对于刚性电池，电池板在飞艇圆周方向上的尺寸会显著影响斜平面阵列接收的太阳辐射能量。在低纬度地区应增大电池板在圆周方向上的长度以获得更多的辐射能量，而在高纬度地区则应减小长度。

关键词：太阳能飞艇太阳辐射刚性电池阵列柔性电池阵列接收能量

基于DSPN的5G工业控制系统业务可用性分析

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系统工程与电子技术 2023年第8期45卷 2634-2642页

作者：杨启航易志为黄宁北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 北京航空航天大学云南创新研究院云南昆明650233

5G工业控制系统规模化应用的关键是保障其高可用性。若通过试验评估,其成本高昂且困难诸多。而已有的可用性建模方法很少考虑到5G对可用性的影响。对此,以一个实际的5G转钢系统为例,采用确定性随机Petri网(deterministic stochastic Pet... 详细信息

5G工业控制系统规模化应用的关键是保障其高可用性。若通过试验评估,其成本高昂且困难诸多。而已有的可用性建模方法很少考虑到5G对可用性的影响。对此,以一个实际的5G转钢系统为例,采用确定性随机Petri网(deterministic stochastic Petri net,DSPN)从业务流程的角度对5G技术改造后的工控系统的动态故障和维修过程进行形式化建模,评估不同的失效模式对系统业务可用性的影响。在案例中分析了5G工业控制系统中不同参数对系统业务可用性造成的影响,发现无线链路平均故障间隔时间(mean time between failures,MTBF)对系统业务可用性影响最大。实验结果表明,所提方法可用于评估5G工业控制系统的业务可用性,为系统设计人员提供参考。

关键词：业务可用性 5G 转钢业务确定性随机Petri网

多参数关联的机载系统空战业务可靠性评估方法

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电子学报 2022年第9期50卷 2060-2067页

作者：赵静萌黄宁朱杰张欣北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 北京航空航天大学云南创新研究院云南昆明650233

军用飞机机载系统承载着相互关联的多业务,如空战业务,而当前的机载系统可靠性评估方法仅由子系统可靠度简单组合得出系统可靠度,没有考虑子系统内部、子系统之间的相关关系,无法支持空战业务可靠性准确评估.为此,本文提出“机载系统空... 详细信息

军用飞机机载系统承载着相互关联的多业务,如空战业务,而当前的机载系统可靠性评估方法仅由子系统可靠度简单组合得出系统可靠度,没有考虑子系统内部、子系统之间的相关关系,无法支持空战业务可靠性准确评估.为此,本文提出“机载系统空战业务可靠性”概念,设计实现多参数关联的机载系统空战业务可靠性评估方法:通过基于业务流程、基于中间件业务的分解方法分层分解业务,并提取各层参数,形成“业务可靠性参数-子业务可靠性参数-感官参数-中间件业务相关参数-具体服务步骤相关参数”的参数体系,并分析参数间关联关系,包括相关关系、依赖关系,建立多参数关联的业务可靠性评估模型,最后针对机载系统部署的空战业务,计算出空战业务可靠度.本文的评估方法有以下创新点和优势,第一,通过基于业务流程、基于中间件业务的分解方法分层分解业务,实现对业务的详细描述.第二,考虑参数间的相关关系、依赖关系,实现机载系统空战业务可靠性的精确评估.

关键词：机载系统空战业务可靠性业务分解多参数关联可靠性评估

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基于技术成熟度的确信可靠性分配方法

系统工程与电子技术 2022年第1期44卷 327-337页

作者：陈志聪康锐祖天培张清源北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 北京航空航天大学云南创新研究院云南昆明650051 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

可靠性分配是在产品设计阶段完成,以保证系统指标满足要求的一项重要工程活动。现有基于概率测度的可靠性分配方法分配至单元的指标无法在小样本条件下进行验证。为此,提出一种以不确定随机系统为对象、以确信可靠度为核心的可靠性分配... 详细信息

可靠性分配是在产品设计阶段完成,以保证系统指标满足要求的一项重要工程活动。现有基于概率测度的可靠性分配方法分配至单元的指标无法在小样本条件下进行验证。为此,提出一种以不确定随机系统为对象、以确信可靠度为核心的可靠性分配方法。该方法以技术成熟度为工具,实现系统的单元的类别的划分和可靠性机会成本函数的构造,进而提出系统确信可靠度优化分配模型及其求解算法,实现了最小成本下系统可靠性指标的合理分配。以船舶双燃料供气系统为例,开展了确信可靠性分配工作,验证了方法的有效性。

关键词：可靠性分配确信可靠性理论不确定随机系统技术成熟度可靠性机会成本函数优化分配模型

微量Sm元素对TiC/Al-Cu-Mg-Mn复合材料微观组织和力学性能的影响

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材料工程 2024年

作者：刘强易格冯佳文郗洪雷严鹏肖文龙马朝利北京航空航天大学材料科学与工程学院北京航空航天大学云南创新研究院天目山实验室

以0.27%(体积分数)TiC颗粒增强的TiCp/Al-5Cu-1.9Mg-0.9Mn复合材料为基体，研究不同Sm元素含量对复合材料组织与力学性能的影响规律。结果表明：Sm元素的加入明显细化了枝晶组织，促进了固溶处理过程中第二相的溶解，使得时效态组织中T-... 详细信息

以0.27%(体积分数)TiC颗粒增强的TiCp/Al-5Cu-1.9Mg-0.9Mn复合材料为基体，研究不同Sm元素含量对复合材料组织与力学性能的影响规律。结果表明：Sm元素的加入明显细化了枝晶组织，促进了固溶处理过程中第二相的溶解，使得时效态组织中T-Al20Cu2Mn3和S’-Al2CuMg析出相的数量密度增加，当Sm元素含量较高时(0.3%，质量分数，下同)，组织中将出现块状难溶稀土化合物。随着Sm的加入，复合材料室温和250 ℃下的屈服强度逐渐增加，但会引起塑性降低，当Sm元素添加量为0.3%时，室温屈服强度从246 MPa提高到310 MPa，250 ℃屈服强度从191 MPa提高到220 MPa。分析认为，强度提高源于Sm引起的组织细化和析出相数量密度增加，而塑性下降是由于粗大块状难溶稀土化合物割裂了基体，导致裂纹源容易萌生。

关键词：铝基复合材料 Al-Cu 稀土元素微观组织力学性能

基于原位电阻法的7A65铝合金厚板双级时效工艺

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金属学报 2024年

作者：肖文龙臧晨阳郭锦涛冯佳文马朝利北京航空航天大学云南创新研究院北京航空航天大学材料科学与工程学院天目山实验室

7xxx系超高强铝合金厚板凭借其轻质、高比强度等优点被广泛应用于航空航天等领域。为了优化7A65铝合金厚板的双级时效工艺,本工作利用原位电阻分析法系统分析了7A65铝合金的时效析出行为,制定了合金的双级时效工艺,并通过组织观察及力... 详细信息

7xxx系超高强铝合金厚板凭借其轻质、高比强度等优点被广泛应用于航空航天等领域。为了优化7A65铝合金厚板的双级时效工艺,本工作利用原位电阻分析法系统分析了7A65铝合金的时效析出行为,制定了合金的双级时效工艺,并通过组织观察及力学性能测试探讨了时效工艺对厚板力学性能的影响规律及板材的强韧化机制。合金的等温转变曲线(TTT曲线)显示,在120～220℃内发现了η相的脱溶“C曲线”。根据TTT曲线确定板材的最佳双级时效工艺为:121℃、6 h+152℃、19 h,经此时效工艺后板材具有38%IACS以上的电导率和550 MPa以上的屈服强度,同时延伸率达到9%。

关键词： 7A65铝合金双级时效析出动力学微观组织力学性能

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基于数据驱动的空压机温度过高故障诊断仿真

计算机仿真 2023年第8期40卷 495-499页

作者：王海泉刘向虹白晓杉罗航北京航空航天大学北京100191 红塔集团昭通卷烟厂云南昭通657000 北京航空航天大学云南创新研究院云南昆明650000

随着空压机在工业生产中的广泛应用,对空压机运行过程中的温度进行准确地监测,已成为整个化工行业重点研究的课题,为此提出基于数据驱动的空压机温度过高故障诊断系统。首先,设计了由远程终端单元、服务器和远程监测终端三部分模块组成... 详细信息

随着空压机在工业生产中的广泛应用,对空压机运行过程中的温度进行准确地监测,已成为整个化工行业重点研究的课题,为此提出基于数据驱动的空压机温度过高故障诊断系统。首先,设计了由远程终端单元、服务器和远程监测终端三部分模块组成的故障诊断结构,为了对空压机的性能进行预测与优化,设计了全面的智能诊断系统。然后采用皮尔森相关系数对空压机内部运行参数的相关性进行分析,构建空压机的温度监测模型,并采用健康指数对空压机的健康情况进行评估,以数值形式反映出空压机的运行状态。最后建立以温度故障向量作为输入、故障类型向量作为输出的BP神经网络模型,通过不断的训练,求解出最优的目标函数。实验结果表明,采用本文方法对空压机的温度故障进行诊断,具有较好的监测效果,而且随着模拟故障程度的逐渐增加,能够更早的判断出空压机的温度阈值,对故障判断的准确率较高。

关键词：空压机智能诊断系统皮尔森相关系数神经网络目标函数