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基于MINLP模型的航空液压系统传感器布局优化

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测控技术 2020年第5期39卷 49-53页

作者：杨冬健靳小波杨占才封锦琦航空工业北京长城航空测控技术研究所北京101111

液压系统作为航空装备的核心系统,其运行状态直接关系到装备的安全。为掌握航空液压系统故障演化规律,实现液压系统故障的诊断和隔离,在液压系统FMECA分析的基础上,确立需研究的液压系统故障模式及相对应的关键征兆参数,明确传感器布局... 详细信息

液压系统作为航空装备的核心系统,其运行状态直接关系到装备的安全。为掌握航空液压系统故障演化规律,实现液压系统故障的诊断和隔离,在液压系统FMECA分析的基础上,确立需研究的液压系统故障模式及相对应的关键征兆参数,明确传感器布局优化过程中约束条件和布局方案,采用混合整数非线性规划(MINLP)模型描述其传感器布局优化问题,并采用枚举法求解该模型获得传感器布局的优化结果,优化后的方案可满足设计要求,达到了优化的目的,从而证明了MINLP方法和模型的有效性和实用性。基于MINLP方法的传感器优化布局技术可使液压系统监测系统整体布局更加合理、可靠,提升系统的测试性和可靠性,为实现液压系统PHM提供技术支撑。

关键词：航空液压系统监测参数传感器布局优化模型

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基于仿真的嵌入式诊断设计方法

测控技术 2013年第10期32卷 136-140页

作者：刘萌萌李璠曾照洋刘丹丹中国航空综合技术研究所质量工程技术中心北京100028

为支持装备故障诊断的设计实现,结合某航电系统案例,介绍了一种基于仿真的嵌入式诊断设计方法。其通过合并测试性仿真和EDA(电子设计自动化)电路仿真的结果,基于相关性矩阵理论和信号采集及处理理论,可建立起适用于嵌入式诊断设计的完... 详细信息

为支持装备故障诊断的设计实现,结合某航电系统案例,介绍了一种基于仿真的嵌入式诊断设计方法。其通过合并测试性仿真和EDA(电子设计自动化)电路仿真的结果,基于相关性矩阵理论和信号采集及处理理论,可建立起适用于嵌入式诊断设计的完整诊断策略。该方法提供了将仿真所得的优化诊断策略应用于实际工程设计的有效途径。可指导装备嵌入式诊断设计的实现,并有效改善装备的诊断能力和测试性水平。

关键词：诊断设计诊断策略相关性矩阵测试性仿真 EDA仿真

基于光纤光栅与BP神经网络的孔边裂纹监测研究

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航空工程进展 2023年第3期14卷 187-198页

作者：于翀宋昊刘春红赵启迪付佳豪航空工业北京长城计量测试技术研究所光纤传感技术研究部北京100095

含孔金属结构的孔边裂纹监测对于保障飞行安全,增强飞机结构可靠性具有重要意义。为实现对孔边裂纹扩展的监测,进行含有孔边角裂纹的含孔铝合金板疲劳加载试验,得到含孔铝合金板试验件的a-N曲线以及孔边裂纹扩展过程中光纤光栅应变传感... 详细信息

含孔金属结构的孔边裂纹监测对于保障飞行安全,增强飞机结构可靠性具有重要意义。为实现对孔边裂纹扩展的监测,进行含有孔边角裂纹的含孔铝合金板疲劳加载试验,得到含孔铝合金板试验件的a-N曲线以及孔边裂纹扩展过程中光纤光栅应变传感器中心波长偏移量;利用包络分析法、BP神经网络等损伤识别算法对试验数据进行处理与分析;建立能够以光纤光栅应变传感器中心波长偏移量识别孔边裂纹扩展的监测模型,并通过试验对监测模型进行验证。结果表明:本文建立的监测模型能够有效识别出孔边角裂纹的扩展与穿透,对孔边角裂纹扩展长度监测的准确度达到了97.2%,未来可应用于全机地面疲劳试验、飞机结构健康监测等多种场景。

关键词：孔边裂纹光纤光栅包络分析 BP神经网络监测模型

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基于热电堆的新型高温薄膜热流传感器的研制

传感技术学报 2022年第9期35卷 1167-1173页

作者：郭林琪张梅菊金毅王禹森胡国胜杨伸勇张丛春上海交通大学微米/纳米加工技术国家重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240 北京长城航空测控技术研究所先进传感器技术中心北京101111

精确的热流测量对航空发动机设计至关重要,实时监测和获取发动机涡轮叶片表面精确的热流分布可以为航空发动机热端部件设计提供依据,也可以进行状态监测和故障诊断。薄膜热流传感器具有体积小、响应速度快、对工作环境的流动干扰小等优... 详细信息

精确的热流测量对航空发动机设计至关重要,实时监测和获取发动机涡轮叶片表面精确的热流分布可以为航空发动机热端部件设计提供依据,也可以进行状态监测和故障诊断。薄膜热流传感器具有体积小、响应速度快、对工作环境的流动干扰小等优点。然而,目前能够应用于高温高热流环境中测量的薄膜热流传感器在灵敏度方面仍然存在较大的局限性。设计和制造了基于铂铑热电堆的新型高温薄膜热流传感器。该传感器由Pt/Pt-13Rh薄膜热电堆、底层SiO_(2)/Al_(2)O_(3)热阻层、顶层Al_(2)O_(3)保护层组成,底层SiO_(2)/Al_(2)O_(3)热阻层位于Al_(2)O_(3)陶瓷基底和热电堆之间。传感器分别在0~110 kW/m^(2)的热流和1 000℃的温度下进行了测试。测试结果显示,传感器的输出与施加的热流表现出良好的线性关系,灵敏度为8.04×10^(-6)V/(kW/m^(2)),实验数据与仿真结果相近。具有Al_(2)O_(3)保护层的传感器在1 000℃中保温3 h后电阻、灵敏度及响应特性基本上不受影响。设计的新型高温薄膜热流传感器具有较高的灵敏度和可靠性,将为高温环境中的热流测量提供一种新方法。

关键词：薄膜热流传感器 Pt/Pt-13Rh热电堆塞贝克效应高温高热流

双离子束溅射Al_(2)O_(3)薄膜高温绝缘特性的研究

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电子元件与材料 2021年第4期40卷 311-315页

作者：张丛春黄漫国梁晓波闫博上海交通大学微纳电子学系上海200240 北京长城航空测控技术研究所先进传感器技术中心北京100022 状态监测特种传感技术航空科技重点实验室北京100022

随着薄膜传感器在航空工业中的应用,高温绝缘层的研究发展愈加重要。在此研究背景下,采用双离子束溅射的方法制备了Al2 O3薄膜高温绝缘层,探讨了溅射时的衬底温度对Al2 O3薄膜物相结构的影响,并研究了所制备的Al2 O3薄膜从室温至1000℃... 详细信息

随着薄膜传感器在航空工业中的应用,高温绝缘层的研究发展愈加重要。在此研究背景下,采用双离子束溅射的方法制备了Al2 O3薄膜高温绝缘层,探讨了溅射时的衬底温度对Al2 O3薄膜物相结构的影响,并研究了所制备的Al2 O3薄膜从室温至1000℃范围内的绝缘特性。另外,本文还将所制备的Al2 O3薄膜高温绝缘层应用在热阻型温度传感器中,测试了其在高温环境中的表现。结果表明:双离子束溅射沉积的Al2 O3薄膜主要以非晶形式存在,薄膜断面的微观形貌致密;2μm厚度的Al2 O3薄膜的室温电阻可达2 GΩ,800℃下电阻可达到5 kΩ,表明双离子束溅射方法制备的Al2 O3薄膜绝缘层具有良好的高温绝缘性能。

关键词：双离子束溅射沉积 Al_(2)O_(3)薄膜衬底温度高温绝缘温度传感器

基于双光栅和柱透镜的高分辨率近红外微型光谱仪

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1144-1150页

作者：吴婧仪周哲海赵爽闵昆龙李慧宇北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京航天测控技术有限公司北京100041

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大... 详细信息

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大不便于携带等问题,为此,提出了一种独特的基于双光栅和柱透镜的微型光谱仪结构,开展了理论和实验研究。相对于传统的微型光谱仪结构,新的设计主要有三个特征:使用光纤代替入射狭缝,以减少光能损失;采用双光栅将光束进行二次衍射;使用柱透镜以改变线阵CCD阵列表面的成像尺寸。首先,利用Zemax软件进行了光学设计和仿真分析,光谱范围为1525~1570 nm,光学系统结构在66 mm×40 mm×24 mm的体积范围内,光谱分辨率理论上达到0.2 nm,比未加柱透镜的结构提升了2.5倍。然后,根据理论分析,选购了合适的光电器件进行了系统封装,与匹配的电路模块结合,实现了微型光谱仪的光谱检测功能。光谱仪的光学系统安装在66 mm×40 mm×30 mm的体积范围内,实际测量的光谱分辨率为0.215 nm,与理论结果较为吻合。进一步地,搭建了一套基于该微型光谱仪的光纤光栅温度传感测量系统,该微型光谱仪作为信号解调仪,选择了四个中心波长分别为1534、1538、1542和1545 nm的光纤光栅作为传感器,温度在0~50℃范围内以1℃为间隔连续变化,最终实现了温度实时测量和信号解调,系统温度灵敏度分别达到9.58、9.68、9.69和9.6 pm·℃^(-1),验证了该微型光谱仪的高分辨率和高可靠性。研制的微型光谱仪的子组件可以固定在外壳上,系统内部无可移动元器件,体积小、分辨率高、稳定性好,可应用于其他诸如物质浓度分析、传感信号测量等需要高分辨光谱分析的场合。

关键词：微型光谱仪双光栅柱透镜高分辨率近红外波段

基于无人机系统认知能力的试验测试指标构建技术

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基于无人机系统认知能力的试验测试指标构建技术

第十九届中国航空测控技术年会

作者：孙龙龙靳小波封锦琦孙雨璐航空工业北京长城航空测控技术研究所

国外早期已开展了多种自主无人装备的智能评定方法,这些方法在一定程度上实现了无人装备的定性评价,但是并未实现无人装备智能水平的等级划分,此外,这些方法的指标分级不一致、粒度不均匀、前后相关性差。国内自主无人装备难以直接套用... 详细信息

国外早期已开展了多种自主无人装备的智能评定方法,这些方法在一定程度上实现了无人装备的定性评价,但是并未实现无人装备智能水平的等级划分,此外,这些方法的指标分级不一致、粒度不均匀、前后相关性差。国内自主无人装备难以直接套用国外的智能等级划分方法,须通过结合国内装备研制和使用特点,可采用部分借鉴和自主创新的方式,进一步地深入研究和设计一套适用于国内自主无人装备的智能等级划分方法和试验测试指标,进而满足国内迅猛发展的自主无人装备的认知测试需求。根据无人机认知能力的评估要求,在分析现有的评价准则的基础上,从认知、分析、决策和行为4个维度建立了评价指标体系模型,并提出了相应的分类建议。

关键词：无人机系统认知测试智能等级划分试验测试指标体系

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浅谈双目立体视觉成像

浅谈双目立体视觉成像

2017年航空智能装备与试验测试技术年会

作者：张明华张卫攀航空工业北京长城航空测控技术研究所

双目立体视觉成像有着广泛应用领域,近年来,随着理论的创新和技术的发展,该学科发展迅猛。首先介绍了双目视觉系统的几个关键技术,如图像的获取、摄像机的标定、特征点的提取、立体匹配、获取深度信息以及修正误差等内容。其次,从系统... 详细信息

双目立体视觉成像有着广泛应用领域,近年来,随着理论的创新和技术的发展,该学科发展迅猛。首先介绍了双目视觉系统的几个关键技术,如图像的获取、摄像机的标定、特征点的提取、立体匹配、获取深度信息以及修正误差等内容。其次,从系统硬件组成对双目立体视觉成像系统进行了综述。

关键词：获取标定提取立体匹配误差

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轴向柱塞泵PHM试验方法研究

轴向柱塞泵PHM试验方法研究

2018年中国航空测控技术年会

作者：孙欣伟王红靳小波杨占才贾晋媛封锦琦张毅航空工业北京长城航空测控技术研究所

介绍了PHM试验的定义、作用和应用领域。以轴向柱塞泵PHM试验为分析对象介绍了国内外在PHM试验领域的研究现状。在此基础上,研究分析了轴向柱塞泵的故障模拟试验方法以及全寿命试验方法。给出了PHM试验的基本思路,各试验环节的基本内容... 详细信息

介绍了PHM试验的定义、作用和应用领域。以轴向柱塞泵PHM试验为分析对象介绍了国内外在PHM试验领域的研究现状。在此基础上,研究分析了轴向柱塞泵的故障模拟试验方法以及全寿命试验方法。给出了PHM试验的基本思路,各试验环节的基本内容以及可应用的试验方法和数据分析方法。

关键词：轴向柱塞泵 PHM 故障模拟试验全寿命试验