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SSDI压电网络对失谐叶盘结构振动局部化的抑制研究

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机械工程学报 2024年

作者：张凤玲张大炜艾延廷田晶王志沈阳航空航天大学航空发动机学院

针对航空发动机失谐叶盘的振动局部化问题，提出了一种基于电感的同步开关阻尼方法(Synchronized switch damping on inductor, SSDI)。首先介绍了SSDI方法的运行原理，阐述其减振的机理；然后建立了叶盘的集中参数模型，推导出了失谐... 详细信息

针对航空发动机失谐叶盘的振动局部化问题，提出了一种基于电感的同步开关阻尼方法(Synchronized switch damping on inductor, SSDI)。首先介绍了SSDI方法的运行原理，阐述其减振的机理；然后建立了叶盘的集中参数模型，推导出了失谐叶盘的动力学方程，包括开路状态以及SSDI分支、SSDI串联压电网络和SSDI并联压电网络四种工况；接着提出了一种新的评价因子—能量均匀化因子，并比较了四种工况下SSDI对失谐叶盘的局部化抑制效果；最后通过引入具有SSDI压电网络的双梁系统以模拟航空发动机的叶盘进行实验验证。结果表明SSDI并联压电网络不仅可以使用更少的开关来实现更好的减振效果，还可以使失谐叶盘的振动局部化大大改善，而且无需进行电学参数优化，具有非常显著的应用前景。

关键词：失谐叶盘振动局部化同步开关阻尼压电网络能量均匀化

基于UMCS树的UML类图的混合相似性度量

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计算机应用 2024年第3期44卷 883-889页

作者：袁中臣马宗民沈阳工业大学化工过程自动化学院辽宁辽阳111004 南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106

软件重用是基于给定条件从存储库中检索以前开发的软件产品,检索基于相似性度量。UML(Unified Modeling Language)类图被广泛应用于软件设计,UML类图重用作为软件设计重用的核心而备受关注。因此,对UML类图的相似性开展研究。类图包含... 详细信息

软件重用是基于给定条件从存储库中检索以前开发的软件产品,检索基于相似性度量。UML(Unified Modeling Language)类图被广泛应用于软件设计,UML类图重用作为软件设计重用的核心而备受关注。因此,对UML类图的相似性开展研究。类图包含语义和结构信息。目前,UML类图的相似性研究主要集中在语义,也有个别讨论结构相似性,但没有考虑将语义和结构相结合。因此,提出一种结合语义和结构的混合相似性度量。鉴于UML类图的非形式化特征,将UML类图转换成图模型,搜索最大公共子图列表,构建了最大公共子图树,提出一个基于最大公共子图序列的混合相似性度量方法。针对概念公共子图和结构公共子图分别定义了语义匹配和结构匹配,并开展了相似性对比和基于相似性的分类质量比较实验,实验结果验证了所提出方法的优势。

关键词： UML类图模型转换混合相似性最大公共子图树语义匹配结构匹配

基于PCA多模型融合的滚动轴承性能退化指标构建

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沈阳航空航天大学学报 2024年第1期41卷 54-60页

作者：蒋丽英郭濠李贺刘明昆张雷鸣沈阳航空航天大学自动化学院沈阳110136

单模型构建的滚动轴承性能健康指标仅能从本身的“单角度”来描述滚动轴承的性能退化状态,具有一定的局限性。为解决这个问题,提出一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)多模型融合的滚动轴承健康指标构建方法。该方法... 详细信息

单模型构建的滚动轴承性能健康指标仅能从本身的“单角度”来描述滚动轴承的性能退化状态,具有一定的局限性。为解决这个问题,提出一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)多模型融合的滚动轴承健康指标构建方法。该方法分别采用支持向量数据描述(support vector data description,SVDD)模型、自联想核回归(auto-associative kernel regression,AAKA)模型和高斯混合模型(gaussian mixture module,GMM)构建相应单模型的健康指标,再将3个单模型的健康指标经主成分分析(PCA)融合,并选取第一主成分作为能够包含“多角度”性能退化信息的健康指标(SAG-HI)。试验结果表明,相比于各单模型的健康指标,SAG-HI与滚动轴承保持可靠度的灰置信水平达到98.38%,其相关性、单调性和鲁棒性也均表现为最优,且通过包络谱分析验证了其能够准确且及时监测到早期故障发生时刻。

关键词：滚动轴承支持向量数据自联想核回归高斯混合模型主成分分析性能退化指标多模型融合

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航空电动机构数字化加载系统设计与开发

自动化与仪表 2024年第8期39卷 85-90页

作者：徐涛叶大勇贾白洋郭宸宇沈阳航空航天大学自动化学院沈阳110136

为了提高航空电动机构的控制性能和稳定性,并减少故障率,该文研究了其数字化加载过程和性能指标检查。在上位机中设定力矩大小,通过TCP协议发送指令至西门子1200 PLC,PLC将模拟信号输出至NPN转换模块,转换后的扭矩信号驱动伺服电缸进行... 详细信息

为了提高航空电动机构的控制性能和稳定性,并减少故障率,该文研究了其数字化加载过程和性能指标检查。在上位机中设定力矩大小,通过TCP协议发送指令至西门子1200 PLC,PLC将模拟信号输出至NPN转换模块,转换后的扭矩信号驱动伺服电缸进行动态加载。通过各种传感器实时测量电动机构的各项指标,并使用模糊PID算法形成闭环控制。结果表明,该加载系统能够实现对加载方向、力、位移、电流和速度的控制,极大地提高了电动机构加载精度与自动化程度。

关键词：电动机构数字化加载动态加载模糊PID

基于参数优化VMD-KPCA和BP网络的齿轮故障诊断方法

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沈阳航空航天大学学报 2024年第4期41卷 41-49页

作者：蒋丽英张群晨高铭悦张瀛予李贺沈阳航空航天大学自动化学院沈阳110136

针对噪声环境下难以提取齿轮故障特征、诊断准确率低的问题,提出了一种将基于综合评价指标的变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)参数寻优、核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)特征融合和BP网络相... 详细信息

针对噪声环境下难以提取齿轮故障特征、诊断准确率低的问题,提出了一种将基于综合评价指标的变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)参数寻优、核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)特征融合和BP网络相结合的齿轮故障诊断方法。首先,为了有效评价VMD分解后的各固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量及避免变分模态分解需要人为设定相关参数的问题,设计了一种基于包络熵与峭度的综合评价指标,用于建立VMD参数寻优中的适应度函数及筛选最优IMF分量;其次,按最优参数进行VMD分解后对最优IMF分量提取多域特征集,再利用KPCA模型对其进行特征的融合;最后,通过BP网络模型进行故障诊断。实验表明,与其他传统方法相比,在相同实验条件下该方法提高了齿轮故障的识别率,准确率高达98%,证明了该方法的有效性。

关键词：齿轮故障诊断综合评价指标变分模态分解鲸鱼优化算法 BP网络

基于联合指标的滚动轴承振动信号重构及故障诊断

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沈阳航空航天大学学报 2024年第1期41卷 36-44页

作者：高铭悦蒋丽英张群晨张瀛予李贺沈阳航空航天大学自动化学院沈阳110136

为了提高滚动轴承特征提取的有效性和故障识别的准确性,提出了一种基于联合指标的信号重构及基于CWT-2DCNN的故障诊断方法。首先,根据峭度和互相关系数构建出联合指标对通过集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EE... 详细信息

为了提高滚动轴承特征提取的有效性和故障识别的准确性,提出了一种基于联合指标的信号重构及基于CWT-2DCNN的故障诊断方法。首先,根据峭度和互相关系数构建出联合指标对通过集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)得到的本征模态函数(intrinsic mode fuction,IMF)分量进行筛选与重构;其次,运用连续小波变换(continue wavelet transform,CWT)变换对重构信号进行时频域特征提取;最后,以时频特征图作为输入,构建基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的故障识别模型,从而实现滚动轴承故障的智能诊断。实验结果表明,提出的信号重构及故障诊断方法故障诊断正确率达到了99.48%,且在强噪声下仍具有较高的正确识别率,说明其具有较强的泛化能力。

关键词：峭度互相关系数卷积神经网络时频特征故障诊断信号重构滚动轴承联合指标

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航天器姿态受限的协同势函数族设计方法

自动化学报 2024年第1期50卷 54-65页

作者：岳程斐霍涛陈雪芹沈强曹喜滨哈尔滨工业大学(深圳)空间科学与应用技术研究院深圳518055 哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150001 上海交通大学航空航天学院上海200240

提出一种考虑航天器姿态约束的协同势函数设计方法,在姿态全局收敛的同时,保证姿态在机动过程中始终满足姿态约束.首先,建立航天器姿态指向约束模型,并针对每一个指向约束设计软约束区域;然后,基于“角度扰动”方法设计协同势函数族;接... 详细信息

提出一种考虑航天器姿态约束的协同势函数设计方法,在姿态全局收敛的同时,保证姿态在机动过程中始终满足姿态约束.首先,建立航天器姿态指向约束模型,并针对每一个指向约束设计软约束区域;然后,基于“角度扰动”方法设计协同势函数族;接着,通过设计协同势函数族内函数切换规律,在软约束区域内构建满足姿态约束的势函数,并给出区域内势函数临界点分布的调整方法;最后,将所得的势函数用于航天器的避障控制,以比例-微分控制为例,通过数值仿真,验证该方法的有效性.

关键词：航天器控制协同势函数姿态约束姿态控制三维特殊正交群

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基于气液耦合原理的飞机液压系统流体脉动消振器

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航空学报 2024年第15期45卷 50-64页

作者：徐远志王任源焦宗夏北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学先进航空机载系统工业和信息化部重点实验室北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院宁波315800 天目山实验室杭州310023

飞机液压系统具有高可靠与高安全的需求,然而液压泵的输出流体脉动会导致管路振动,甚至元件损坏,是制约系统寿命和可靠性提升的瓶颈因素。机载液压系统对流体脉动抑制装置提出了宽频率范围、宽温度范围、高效减振、紧凑体积等要求,传统... 详细信息

飞机液压系统具有高可靠与高安全的需求,然而液压泵的输出流体脉动会导致管路振动,甚至元件损坏,是制约系统寿命和可靠性提升的瓶颈因素。机载液压系统对流体脉动抑制装置提出了宽频率范围、宽温度范围、高效减振、紧凑体积等要求,传统减振方式难以满足。从理论上给出了气液耦合消振数学原理,提出了一种宽频宽温的流体脉动消振器,用于飞机液压系统的脉动抑制应用。建立了该消振器的数学模型,研究了影响频率和温度范围的参数规律和设计准则,并讨论了安装位置的影响。研制了消振器样机,并针对航空液压泵开展了脉动抑制实验,验证了该消振器的宽频性能和宽温性能。实验结果表明,消振器在394.2~1540 Hz频率范围内有消振效果,且插入损失最大可达29.6 dB。常温下,压力脉动幅值时域上最大可降低75.7%,频域上最大可降低89.3%;高温下,压力脉动幅值时域上最大可降低68.0%,频域上最大可降低88.0%。提出的设计方法与消振器模型的有效性和准确性得到了实验验证,研制的消振器装置在宽频、宽温范围内具有良好的压力脉动衰减性能。

关键词：飞机液压系统压力脉动脉动抑制气液耦合脉动实验

CCF300/QY9511层合板高速砂粒连续冲蚀特性试验

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航空动力学报 2024年第5期39卷 169-180页

作者：刘璐璐于飞赵振华罗刚陈伟南京航空航天大学能源与动力学院航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室南京210016 南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016

针对CCF300/QY9511碳纤维/双马树脂复合材料层合板开展了连续冲蚀试验,研究了不同冲蚀条件下的质量冲蚀率和损伤规律。结果表明:随着冲蚀角度和供砂率的增加,质量冲蚀率先增加后减少,并在60°左右出现峰值冲蚀率;冲蚀率随冲蚀速度的增... 详细信息

针对CCF300/QY9511碳纤维/双马树脂复合材料层合板开展了连续冲蚀试验,研究了不同冲蚀条件下的质量冲蚀率和损伤规律。结果表明:随着冲蚀角度和供砂率的增加,质量冲蚀率先增加后减少,并在60°左右出现峰值冲蚀率;冲蚀率随冲蚀速度的增加而增加;复合材料表面铺设平纹布可增强复合材料抗低速冲蚀的能力,但增强效果在高速冲蚀时不明显;复合材料主要冲蚀机制为微裂纹的产生、纤维的断裂、纤维-基体脱黏以及基体变形。该研究明晰了双马树脂基复合材料层合板材料的去除机理及损伤变化规律,为后续航空复合材料结构抗冲蚀研究奠定了基础。

关键词：复合材料层合板双马树脂砂粒冲蚀连续冲蚀损伤机理