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固体火箭冲压发动机补燃室绝热层烧蚀试验方法

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航空动力学报 2018年第4期33卷 936-943页

作者：查柏林石易昂王金金马云腾火箭军工程大学动力工程系西安710025

基于自主研发的氧-煤油烧蚀试验系统,发展了一种用于固体火箭冲压发动机补燃室热结构及材料烧蚀研究的试验方法。采用该方法开展了某型室温硫化硅橡胶基绝热材料的烧蚀试验,试验分别在含氧化铝粒子侵蚀和无粒子侵蚀条件下进行,并根据SE... 详细信息

基于自主研发的氧-煤油烧蚀试验系统,发展了一种用于固体火箭冲压发动机补燃室热结构及材料烧蚀研究的试验方法。采用该方法开展了某型室温硫化硅橡胶基绝热材料的烧蚀试验,试验分别在含氧化铝粒子侵蚀和无粒子侵蚀条件下进行,并根据SEM图对比分析了粒子对材料表面微观形貌的侵蚀效应。结果表明:无粒子侵蚀条件下的试样经烧蚀后膨胀并分层,其平均线烧蚀率为-0.025mm/s;而粒子侵蚀条件下的试样平均线烧蚀率为1.901mm/s,试样中心区域的陶瓷层被粒子完全破坏,只留下极薄的热解层和裸露的碳纤维端部,碳纤维周围的基体主胶、颗粒填料及芳纶纤维均被高速焰流氧化剥离,充分说明粒子对绝热层材料的强剥蚀破坏效应;同时也验证了该方法能较好地模拟固冲发动机补燃室内的烧蚀热环境,可用于材料配方的筛选和耐烧蚀性能测试。

关键词：硅橡胶烧蚀试验方法烧蚀率微观形貌粒子侵蚀试验

航向信息辅助的MIMU/GPS高精度组合导航方法

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中国惯性技术学报 2018年第5期26卷 643-648页

作者：杨波单斌王跃钢张复建薛亮火箭军工程大学控制工程系西安710025

为了在卫星颗数少于四颗时实现高精度低成本导航,提出了一种基于航向信息辅助的MIMU/GPS高精度组合导航方法。采用MIMU与GPS构成MIMU/GPS组合导航系统;针对GPS卫星颗数少于四颗而无法定位的问题,利用MIMU导航解算获得的位置信息与GPS星... 详细信息

为了在卫星颗数少于四颗时实现高精度低成本导航,提出了一种基于航向信息辅助的MIMU/GPS高精度组合导航方法。采用MIMU与GPS构成MIMU/GPS组合导航系统;针对GPS卫星颗数少于四颗而无法定位的问题,利用MIMU导航解算获得的位置信息与GPS星历数据信息构造等效伪距,将其与GPS输出的伪距对应相减作为组合导航量测之一;针对组合后航向精度较低甚至发散的问题,利用GPS输出的水平速度计算获得伪航向角,将MIMU导航解算获得的航向角与该伪航向角相减作为量测之二;采用卡尔曼滤波设计组合导航滤波算法。跑车实验结果表明,在多次出现卫星颗数少于四颗时,该组合导航方法的位置精度达到±10.3 m(3σ),水平姿态精度达到±20.1′(3σ),航向精度达到±19.5′(3σ)。因此,该方法有效解决了卫星颗数少于四颗时的高精度导航问题,而且显著提高了航向精度,特别是在失准角较大的情况下也能够实现滤波快速收敛。

关键词：微惯性测量组合全球定位系统组合导航紧组合航向角卡尔曼滤波

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时间反转的固体火箭发动机干耦合超声检测

哈尔滨工业大学学报 2017年第2期49卷 145-150页

作者：艾春安蔡笑风李剑韩兆林火箭军工程大学动力工程系西安710025

为解决超声检测过程中不能在固体火箭发动机壳体粘接结构表面涂抹耦合剂的问题,首先构建了一套干耦合超声检测系统,设计了具有特殊结构形式压电振子和传声杆的干耦合探头.然后提出基于时间反转的干耦合超声成像方法,分析干耦合超声时间... 详细信息

为解决超声检测过程中不能在固体火箭发动机壳体粘接结构表面涂抹耦合剂的问题,首先构建了一套干耦合超声检测系统,设计了具有特殊结构形式压电振子和传声杆的干耦合探头.然后提出基于时间反转的干耦合超声成像方法,分析干耦合超声时间反转聚焦原理,通过对损伤散射信号的提取、时间反转及二次加载,建立聚焦时刻的瞬态波动图,最后通过对结构微元信号幅值求和乘积两种方式对缺陷进行成像.试验结果表明,该方法能够检测出粘接结构中的脱粘缺陷,基本确定缺陷的形状及位置.

关键词：超声波固体火箭发动机干耦合时间反转缺陷成像

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一种新的MEMS陀螺仪信号去噪方法

哈尔滨工业大学学报 2017年第10期49卷 60-65页

作者：孙田川刘洁瑜火箭军工程大学控制工程系西安710025

为提高MEMS陀螺仪输出信号的去噪效果,将稀疏分解(sparse decomposition)与提升小波变换(lifting wavelet transform)相结合,提出了一种新的信号去噪方法.首先,建立MEMS陀螺带噪信号的误差模型,并利用小波提升正变换计算带噪信号的非稀... 详细信息

为提高MEMS陀螺仪输出信号的去噪效果,将稀疏分解(sparse decomposition)与提升小波变换(lifting wavelet transform)相结合,提出了一种新的信号去噪方法.首先,建立MEMS陀螺带噪信号的误差模型,并利用小波提升正变换计算带噪信号的非稀疏的小波系数;然后,利用稀疏分解理论恢复小波系数的稀疏性;最后,再通过小波提升反变换重构信号,从而达到去噪的目的.考虑到梯度投影(gradient projection)算法具有全局最优解,运算效率更高,将梯度投影思想引入恢复信号稀疏性的过程中,提出了基于梯度投影的稀疏分解算法,给出了利用梯度投影算法进行信号系数分解的具体步骤,大大简化了计算复杂度,同时提升了算法的稳定性.为验证所提方法的性能,进行了MEMS陀螺信号去噪的静态实验和跑车实验.实验结果表明,此种方法在动静态条件下都可以有效地去除MEMS陀螺仪输出信号中的噪声,尤其是在静态条件下的去噪效果要优于小波阈值滤波方法.同时采用的梯度投影算法相比于正交匹配追踪算法和基追踪算法具有更高的运算效率.

关键词： MEMS陀螺仪信号去噪稀疏分解提升小波变换梯度投影凸优化

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基于切换滑模控制的抖振抑制方法

控制与决策 2017年第7期32卷 1210-1216页

作者：方世鹏胡昌华扈晓翔李红增火箭军工程大学控制工程系西安710025

针对一类复合干扰有界的不确定仿射非线性系统,提出一种切换滑模控制方法.首先利用3条滑模面将系统扩展动态空间划分为3个子空间,其中两个子空间组成滑动区,通过设计合适的切换规则和滑模切换增益,可以使滑动区满足到达条件和滑动条件,... 详细信息

针对一类复合干扰有界的不确定仿射非线性系统,提出一种切换滑模控制方法.首先利用3条滑模面将系统扩展动态空间划分为3个子空间,其中两个子空间组成滑动区,通过设计合适的切换规则和滑模切换增益,可以使滑动区满足到达条件和滑动条件,同时能够减小控制律不连续出现的区域和增益大小.为了增加设计的灵活性,给出一种可行设计方法.仿真实验结果表明,切换滑模控制方法在抑制抖振的同时具有较高的控制精度.

关键词：滑模控制抖振抑制切换滑模控制不连续增益

考虑执行器性能退化的控制系统剩余寿命预测方法

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自动化学报 2019年第5期45卷 941-952页

作者：施权胡昌华司小胜扈晓翔张正新火箭军工程大学控制工程系西安710025

工程控制系统在运行过程中,由于内外部应力的综合作用以及外部环境等的影响,其部件性能将逐渐退化,最终会导致控制系统失效.然而,由于控制系统中闭环反馈的作用,系统的输出残差可能仍在较小范围内变动,使得早期性能退化这种微小故障难... 详细信息

工程控制系统在运行过程中,由于内外部应力的综合作用以及外部环境等的影响,其部件性能将逐渐退化,最终会导致控制系统失效.然而,由于控制系统中闭环反馈的作用,系统的输出残差可能仍在较小范围内变动,使得早期性能退化这种微小故障难以被检测到,呈现隐含退化的特点.现有文献中,针对此类在闭环反馈控制作用下部件存在隐含退化过程的控制系统剩余寿命(Remaining useful lifetime, RUL)预测问题,鲜有研究.为此,本文针对一类仅考虑执行器性能退化的确定闭环控制系统,提出一种基于解析模型的剩余寿命预测方法.该方法首先基于权值优选粒子滤波算法,利用系统的监测数据在线估计出执行器的隐含退化量,然后在每一个预测时刻通过蒙特卡洛(Monte Carlo, MC)仿真计算得到合理的失效阈值,建立基于该失效阈值的系统失效判断准则,最后将隐含退化量的估计值代入退化模型中外推出剩余寿命分布.惯性平台稳定回路控制系统的仿真实验结果验证了该方法的可行性、有效性.

关键词：寿命预测粒子滤波控制系统性能退化可靠性稳定回路

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气体与液体混合驱动导弹快速起竖系统研究

兵工学报 2017年第7期38卷 1348-1357页

作者：冯江涛高钦和管文良姚晓光李良火箭军工程大学2系陕西西安710025

为提高导弹起竖速度,提出气体与液体混合驱动起竖方式,建立了高压气瓶、活塞式蓄能器、2级液压缸、气体节流阀、液体节流阀的数学模型,完成了蓄能器驱动和高压气瓶驱动起竖的仿真研究以及气体与液体混合驱动快速起竖实验。研究结果表明... 详细信息

为提高导弹起竖速度,提出气体与液体混合驱动起竖方式,建立了高压气瓶、活塞式蓄能器、2级液压缸、气体节流阀、液体节流阀的数学模型,完成了蓄能器驱动和高压气瓶驱动起竖的仿真研究以及气体与液体混合驱动快速起竖实验。研究结果表明:两种气体与液体混合驱动方案均可实现30 s内完成起竖;蓄能器驱动方案的控制方式简单,但蓄能器内压力较高,其体积和质量较大,过多能量消耗在加热液体上,适合轻载系统;高压气瓶驱动方案分别控制气体和液体,提出了复合控制方式,起竖前段对气体进行节流降低压力,能量损失较小,起竖后段对液体进行节流,完成负载的制动;实验结果与仿真结果的偏差满足要求,位移偏差在18 mm内,压力偏差在负载起动、制动和多级缸换级时较大,应采取缓冲措施以保证平稳快速起竖。

关键词：兵器科学与技术导弹发射气体与液体混合快速起竖蓄能器

不完美维护下基于剩余寿命预测信息的设备维护决策模型

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自动化学报 2018年第4期44卷 719-729页

作者：裴洪胡昌华司小胜张正新杜党波火箭军工程大学控制工程系西安710025

基于剩余寿命预测信息进行设备维护决策的研究中,现有方法通常仅考虑不完美维护对退化量或退化率的单一影响,忽略了不完美维护对两者的双重影响.鉴于此,针对随机退化设备,提出一种考虑不完美维护影响的性能退化模型与维护决策模型,融合... 详细信息

基于剩余寿命预测信息进行设备维护决策的研究中,现有方法通常仅考虑不完美维护对退化量或退化率的单一影响,忽略了不完美维护对两者的双重影响.鉴于此,针对随机退化设备,提出一种考虑不完美维护影响的性能退化模型与维护决策模型,融合了维护活动对设备退化量和退化率的双重影响.首先基于Wiener过程分阶段构建存在不完美维护干预的随机退化模型,在首达时间的意义下推导出剩余寿命的解析概率分布;然后基于剩余寿命的预测结果,以检测间隔和预防性维护阈值为决策变量建立维护决策模型;最后数值仿真实验验证了本文模型的有效性,并对费用参数进行了敏感性分析.实验结果表明本文模型具有潜在的工程应用价值.

关键词：不完美维护 Wiener过程检测间隔预防性维护阈值

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结合限制密集轨迹与时空共生特征的行为识别

光学精密工程 2018年第1期26卷 230-237页

作者：李庆辉李艾华崔智高姜柯火箭军工程大学五系陕西西安710025

针对传统密集轨迹方法应用到真实场景后过多无效轨迹耗费存储与计算资源且严重影响有效特征提取的不足,提出一种新的人体行为识别算法。首先,检测视频帧中存在的人体目标并对获得的包含人体的矩形框进行扩展,利用扩展后的矩形框对传统... 详细信息

针对传统密集轨迹方法应用到真实场景后过多无效轨迹耗费存储与计算资源且严重影响有效特征提取的不足,提出一种新的人体行为识别算法。首先,检测视频帧中存在的人体目标并对获得的包含人体的矩形框进行扩展,利用扩展后的矩形框对传统密集采样特征点的范围进行筛选限制;然后,对筛选限制后的特征点在光流场中跟踪一定帧数获取限制密集轨迹,并在以限制密集轨迹为中心的时空体内构建一组包含轨迹的空间位置、时空上下文信息的特征描述子;最后在视觉词袋模型框架下,采用SVM对特征向量进行编码分类。结果显示:在KTH、YouTube和HMDB51 3个行为数据库上的识别准确率分别达到98.1%、89.7%和66.9%。证明本算法对复杂真实场景中的人体行为具有较高的识别能力。

关键词：行为识别限制密集轨迹时空共生特征视觉词袋模型