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银河麒麟系统下基于缓存队列的CAN驱动设计与实现

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计算机工程与设计 2024年第10期 3170-3176页

作者：刘丽霞刘志鹏张力李之乾中国航天科工集团第二研究院七〇六所 32379部队第一科室

为使基于FPGA的CAN功能在国产操作系统上得以应用，提出一种在银河麒麟操作系统下基于缓存队列的CAN驱动设计与实现方法。在目前主流的银河麒麟V10操作系统下，利用Linux下PCIe设备驱动架构，设计并实现基于FPGA的国产CAN驱，实现CAN发... 详细信息

为使基于FPGA的CAN功能在国产操作系统上得以应用，提出一种在银河麒麟操作系统下基于缓存队列的CAN驱动设计与实现方法。在目前主流的银河麒麟V10操作系统下，利用Linux下PCIe设备驱动架构，设计并实现基于FPGA的国产CAN驱，实现CAN发送、接收通信功能。使用缓存队列解决CAN使用的SJA1000协议中硬件接收缓存有限可能造成的丢包问题。对比测试结果表明，提出的CAN驱动满足通信应用，性能稳定，无丢包发生。实现成果可以转化为第三方库丰富操作系统内核驱动库。

关键词：区域网络控制驱动现场可编程门阵列周边设备高速连接标准接收缓存操作系统通信

基于LSTM-CAPF框架的岸桥起升减速箱轴承寿命预测方法

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上海交通大学学报 2024年第3期58卷 352-360页

作者：孙志伟胡雄董凯孙德建刘洋上海海事大学物流工程学院上海201306 中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201108

岸桥起升减速箱轴承的健康状况对港口生产安全具有重要意义.针对岸桥变工况的工作条件,提出一种起升减速箱轴承的剩余使用寿命(RUL)预测框架.首先,对工作载荷进行离散化,并确定工况边界.然后,利用长短时记忆(LSTM)网络模型预测载荷和相... 详细信息

岸桥起升减速箱轴承的健康状况对港口生产安全具有重要意义.针对岸桥变工况的工作条件,提出一种起升减速箱轴承的剩余使用寿命(RUL)预测框架.首先,对工作载荷进行离散化,并确定工况边界.然后,利用长短时记忆(LSTM)网络模型预测载荷和相应的运行工况.其次,以维纳过程为基础,建立了考虑不同工况下退化率和跳变系数的状态退化函数.最后,利用工况激活粒子滤波(CAPF)方法预测轴承退化状态和RUL.采用NetCMAS系统采集的上海某港口起升减速箱轴承全寿命数据验证了所提出的预测框架.与其他3种预测模式比较表明,所提出的框架能够在变工况条件下获得更准确的退化状态和RUL预测.

关键词：岸桥轴承剩余寿命预测长短时记忆网络工况激活粒子滤波时变工况

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大推力液氧煤油补燃发动机分级起动仿真分析

航空动力学报 2024年第8期39卷 154-162页

作者：张睿文李斌王丹张晓光中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所西安710100 中国航天科技集团有限公司航天推进技术研究院西安710100

分级起动是提高大推力液氧煤油补燃发动机起动品质和发射可靠性的重要措施。通过系统动力学仿真,分析了发动机分级起动特性。采用Modelica语言开发了通用模块化液体动力系统动态特性仿真模型库(Tulips)。基于模型库,自底向上逐层构建和... 详细信息

分级起动是提高大推力液氧煤油补燃发动机起动品质和发射可靠性的重要措施。通过系统动力学仿真,分析了发动机分级起动特性。采用Modelica语言开发了通用模块化液体动力系统动态特性仿真模型库(Tulips)。基于模型库,自底向上逐层构建和验证了发动机系统仿真模型。仿真结果表明:初级工况设置在推力高于额定值40%时起动品质较好;初级工况越低,进入初级工况的延迟时间越长;初级工况较低时,提前推力室点火和燃料节流阀转级时刻,有利于提高起动品质;涡轮泵转动惯量较大时,进入初级工况更平稳。

关键词：补燃发动机分级起动系统动态仿真模型库初级工况

高孔隙率C_(f)/SiC复合材料铣削试验和仿真研究

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工具技术 2024年第10期58卷 14-19页

作者：程飞赵文祥姜佳明高飞农孙婷解丽静周凯北京理工大学机械与车辆学院北京机电工程研究所中国航天科工集团三院31所

C_(f)/SiC复合材料是一种碳纤维增强的SiC基复合材料,具有优异的高温热力学性能和组织稳定性,被广泛用于制造航空航天领域中热防护系统和动力系统的关键零部件。C_(f)/SiC复合材料兼有SiC基体的硬脆性、碳纤维的强韧性以及两相结合的非... 详细信息

C_(f)/SiC复合材料是一种碳纤维增强的SiC基复合材料,具有优异的高温热力学性能和组织稳定性,被广泛用于制造航空航天领域中热防护系统和动力系统的关键零部件。C_(f)/SiC复合材料兼有SiC基体的硬脆性、碳纤维的强韧性以及两相结合的非连续特性,给切削加工带来极大挑战。为此,针对一种高孔隙率C_(f)/SiC复合材料的高效加工开展基础试验研究,采用TiCrN+Al 2O 3+TiN涂层硬质合金立铣刀铣削C_(f)/SiC复合材料表面,研究铣削参数对加工表面质量和刀具磨损的影响规律,结合仿真分析研究加工表面形成机理,为C_(f)/SiC复合材料的低损伤切削工艺研究提供基础试验数据和指导。

关键词： C_(f)/SiC复合材料铣削缺陷表面质量刀具磨损高孔隙率

液体火箭发动机高频纵向燃烧不稳定现象的随机性

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航空学报 2024年第14期45卷 189-199页

作者：汪广旭杨宝娥谭永华高玉闪李斌西安航天动力研究所航天液体动力全国重点实验室西安710100 中国航天科技集团航天推进技术研究院西安710100

围绕自燃推进剂液体火箭发动机燃烧室高频纵向燃烧不稳定现象的随机性进行了深入探讨,分析了结构振动数据在表征燃烧室压力振荡方面的有效性,对比了理论声模态和实测振型,基于蒸发过程作为速率控制的假设,对该燃烧室的稳定性进行了分析... 详细信息

围绕自燃推进剂液体火箭发动机燃烧室高频纵向燃烧不稳定现象的随机性进行了深入探讨,分析了结构振动数据在表征燃烧室压力振荡方面的有效性,对比了理论声模态和实测振型,基于蒸发过程作为速率控制的假设,对该燃烧室的稳定性进行了分析,并提出了造成不同供应系统下稳定性差异的2种假设模型。研究表明:由结构振动传感器测得的是燃烧室结构对燃气压力振荡场的响应结果,后者存在一定的频率选择性和非线性;实测突频幅值分布与该频率下的理论声模态基本吻合,确定该燃烧室发生了高频一阶纵向燃烧不稳定现象;线性模型结果表明,该燃烧室具有一定的稳定性裕度,但不能解释系统2条件下燃烧不稳定现象随机出现这一现象;系统2条件下该燃烧室的稳定性恶化或不同工况间的稳定性波动幅值增加,造成部分工况点落入非线性不稳定性区间,成为潜在的不稳定工况。

关键词：液体火箭发动机高频纵向燃烧不稳定供应系统随机性

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基于频控阵二维空域滤波的干扰抑制方法

航天电子对抗 2024年第2期40卷 23-27,64页

作者：王忠涵汤永浩郝栓柱高杰李逸桐中国航天科工集团8511研究所江苏南京210007

频率分集阵列(FDA)因其可提供距离维自由度而吸引了广大学者的注意。基于FDA的MIMO雷达可实现比传统阵列雷达更好的目标参数估计能力。然而,当FDA-MIMO雷达受到主瓣欺骗式干扰时,系统的目标探测、参数估计能力将严重下降,甚至无法检测... 详细信息

频率分集阵列(FDA)因其可提供距离维自由度而吸引了广大学者的注意。基于FDA的MIMO雷达可实现比传统阵列雷达更好的目标参数估计能力。然而,当FDA-MIMO雷达受到主瓣欺骗式干扰时,系统的目标探测、参数估计能力将严重下降,甚至无法检测出目标。传统抗干扰方法无法有效抑制主瓣欺骗式干扰。对此,设计了一种基于混沌序列载波频偏的二维空域滤波器,可在抑制主瓣干扰的同时有效保留目标信号。数值仿真实验验证了所提方法的可行性与有效性。对比了基于对数载波频偏的二维空域滤波器,对比仿真结果表明基于混沌序列的方法可以在抑制干扰的同时更好地保留目标信息。

关键词： FDA-MIMO雷达主瓣欺骗式干扰干扰抑制二维空域滤波

基于落压式动力装置的挠性航天器姿态控制技术研究

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航天电子对抗 2024年第1期40卷 1-5,17页

作者：胡诗桥陈宁刘国生戴曜泽时中中国航天科工集团8511研究所江苏南京210007

针对充气可展开结构的挠性航天器的姿态控制问题,以线性自抗扰控制理论为基础,开展挠性航天器姿态控制技术研究,通过对落压式动力装置中气体压强变化的实时拟合,提出了一种落压式自抗扰姿态控制算法。仿真结果表明落压式自抗扰姿态控制... 详细信息

针对充气可展开结构的挠性航天器的姿态控制问题,以线性自抗扰控制理论为基础,开展挠性航天器姿态控制技术研究,通过对落压式动力装置中气体压强变化的实时拟合,提出了一种落压式自抗扰姿态控制算法。仿真结果表明落压式自抗扰姿态控制算法相对于传统恒压式在姿态控制精度不变的条件下,减少了约10%的工质消耗,增加了11%姿态保持时间,进一步实现挠性航天器的小型化、轻量化。

关键词：挠性航天器落压式动力装置姿态控制

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基于改进的NSGA-Ⅱ算法的低轨星座设计

航天电子对抗 2024年第3期40卷 26-32,38页

作者：刘涵刘泽伟郭辉夏宇垠董乔忠中国航天科工集团8511研究所江苏南京210007

GNSS卫星轨道高度高,信号经空间传播损耗严重,因此存在易受干扰和遮挡等问题。低轨卫星可以很好地弥补这一缺点,作为GNSS的备份或补充手段提供定位导航服务。考虑到自主设计的星座可以更好地满足数据传输、覆盖范围等方面的要求,研究了... 详细信息

GNSS卫星轨道高度高,信号经空间传播损耗严重,因此存在易受干扰和遮挡等问题。低轨卫星可以很好地弥补这一缺点,作为GNSS的备份或补充手段提供定位导航服务。考虑到自主设计的星座可以更好地满足数据传输、覆盖范围等方面的要求,研究了基于优化算法的低轨星座设计。首先根据应用需求初步对轨道高度、倾角以及星座构型等关键因素进行约束;然后通过改进的NSGA-Ⅱ算法对星座的参数进行优化,设计一个可以实现全球导航增强的LEO星座;最后通过仿真对星座的性能进行全面的分析,验证其导航增强的效果。

关键词：优化算法改进的NSGA-Ⅱ 星座设计导航增强

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火箭发动机增压系统关键换热参数辨识

航空动力学报 2024年第4期39卷 224-233页

作者：张效溥李志敏徐鹏里李春晓王振剑中国航天科技集团有限公司上海宇航系统工程研究所上海201109

针对火箭增压系统设计过程中关键换热参数难以确定的问题,提出1种基于混沌自适应粒子群算法(ACPSO)的增压系统换热参数辨识方法。建立了考虑换热模型的液体火箭增压系统非线性数学模型,通过灵敏度分析筛选出待识别参数,采用含有早熟抑... 详细信息

针对火箭增压系统设计过程中关键换热参数难以确定的问题,提出1种基于混沌自适应粒子群算法(ACPSO)的增压系统换热参数辨识方法。建立了考虑换热模型的液体火箭增压系统非线性数学模型,通过灵敏度分析筛选出待识别参数,采用含有早熟抑制和惯性权重自适应调节策略的粒子群方法对选定参量进行辨识,对引入了权重衰减机制的方均根目标函数进行优化。结果表明:辨识后的仿真曲线与实测曲线具有良好的一致性,氧箱增压电磁阀打开时间仿真值与实测值偏差低于3%,气瓶1次飞行结束温度仿真值与实测值仅相差2.4 K。将辨识结果应用于某相似的新研型号,气瓶设计容积和质量相比绝热假设的设计方案降低了32 L和11.6 kg,有效减少了由设计过度冗余造成的额外试验和设计迭代成本。

关键词：系统工程传热粒子群算法参数辨识火箭增压系统