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Kalman融合模型在无人装备关键部件寿命预测中的应用

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电光与控制 2023年第6期30卷 107-113页

作者：孙兴奇赵爱罡葛春钟建强许倍榜刘茜萱寇峰火箭军士官学校山东青州262000

无人装备一般数量众多、执行任务时间长、环境恶劣,因此剩余使用寿命(RUL)预测尤为重要。综合性能指标序列使用单一模型的预测精度较低,为解决此问题,提出基于Kalman融合模型的RUL预测方法。首先,采用面积最大值法提取无人装备关键部件... 详细信息

无人装备一般数量众多、执行任务时间长、环境恶劣,因此剩余使用寿命(RUL)预测尤为重要。综合性能指标序列使用单一模型的预测精度较低,为解决此问题,提出基于Kalman融合模型的RUL预测方法。首先,采用面积最大值法提取无人装备关键部件综合性能指标的退化阶段;其次,利用具有指数特征的GM(1,1)模型、线性支持向量机SVR模型、非线性极端学习机(ELM)模型对综合性能指标进行预测,每种模型可以捕捉综合性能指标的不同特征;最后,通过Kalman框架将3种模型的预测结果以迭代最小二乘的原则进行融合。实验结果显示,Kalman融合模型的预测方法可显著提高对综合性能指标的预测精度,与ELM,SVR和GM(1,1)单一模型相比,拟合精度分别提高了16.96%,1.61%和39.84%,预测精度分别提高了45.06%,38.35%和74.12%。

关键词：剩余寿命预测 GM(1,1)模型极端学习机(ELM) SVR支持向量机 Kalman融合模型

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高功率激光器MOPA相干合成系统分析

量子光学学报 2010年第1期16卷 74-78页

作者：徐利国方存忠蒋万铎洪成华崔洪亮浦源第二炮兵青州士官学校山东青州262500

输出功率和光束质量一直以来都是高功率激光器的两大技术难点。本文采用并联主振荡-功率放大(MOPA)相干合成方法来提高输出光束的功率和光束质量。建立多级MOPA相干合成系统模型,通过计算分析,得到耦合效率、合成效率对合成功率密度及... 详细信息

输出功率和光束质量一直以来都是高功率激光器的两大技术难点。本文采用并联主振荡-功率放大(MOPA)相干合成方法来提高输出光束的功率和光束质量。建立多级MOPA相干合成系统模型,通过计算分析,得到耦合效率、合成效率对合成功率密度及系统输出功率大小的影响;并对模型略加扩充,得到相位偏差对相干合成功率密度的影响,为高功率激光器的设计提供依据。

关键词： MOPA 相干合成高功率相位差

舱内动环境对捷联惯导外杆臂误差补偿影响机理分析

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系统工程与电子技术 2018年第3期40卷 630-634页

作者：杨其刘新学孟少飞刘庆宝火箭军工程大学士官学院山东青州262500 火箭军工程大学初级指挥学院陕西西安710025

分析飞行器舱内复杂动环境对捷联惯导的影响是提高惯性导航精度的技术难题之一。在仅考虑横向振动和线性系统的假设前提下,将舱内捷联惯导等效为简支欧拉梁和阻尼弹簧振子混合系统,给出了舱内动环境条件下的动力学微分方程并求解其响应... 详细信息

分析飞行器舱内复杂动环境对捷联惯导的影响是提高惯性导航精度的技术难题之一。在仅考虑横向振动和线性系统的假设前提下,将舱内捷联惯导等效为简支欧拉梁和阻尼弹簧振子混合系统,给出了舱内动环境条件下的动力学微分方程并求解其响应,得出作为确定性矢量处理的外杆臂随混合系统响应出现随机变化是造成捷联惯导加速度计外杆臂误差补偿不完全的重要原因,结合外杆臂误差的计算方法,推导了其随机变量的数字特征和动环境下误差表达式。在此基础上,通过仿真飞行计算,分析了外杆臂误差补偿不完全对导航迭代解算的影响。

关键词：捷联惯导随机振动杆臂效应误差补偿

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考虑禁飞区的高超声速飞行器再入跟踪控制

国防科技大学学报 2020年第1期42卷 66-72页

作者：宫梓丰刘刚宋睿吴玉彬蔡光斌火箭军工程大学核工程学院陕西西安710025 火箭军士官学校测试控制系山东青州262500

为确立高超声速飞行器再入精确模型,参考NASA的研究数据对动力学方程中的气动参数进行拟合。基于飞行器结构的相关性质及战略应用背景,加入热流密度、动压、过载和禁飞区等参考约束的限制,融合成强非线性、复杂耦合的最优控制问题。采... 详细信息

为确立高超声速飞行器再入精确模型,参考NASA的研究数据对动力学方程中的气动参数进行拟合。基于飞行器结构的相关性质及战略应用背景,加入热流密度、动压、过载和禁飞区等参考约束的限制,融合成强非线性、复杂耦合的最优控制问题。采用改进自适应伪谱法求解模型所构建的微分方程组,通过设置自适应网格细化与配点,使单位时间内状态变量和控制变量波动过大的时间区间被进一步细划,并利用SNOPT求解器解算出符合条件的最优轨迹。设计闭环控制器,实现对最优轨迹的姿态变化的跟踪,测试系统的性能并进行评估。仿真结果表明:整个再入过程中,飞行器速度下降过程偏于平稳,再入轨迹可以满足约束条件,在避开禁飞区的同时取得最大横向航程;三通道角速度收敛可控,对姿态的跟踪较理想,控制器基本可以实现精确调姿。

关键词：高超声速飞行器再入段最优控制自适应伪谱法姿态跟踪

模糊指数型终端滑模控制的模型参考控制及其在导弹姿态控制系统中的应用

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导弹与航天运载技术 2010年第3期 33-38页

作者：米文鹏黄华洪成华第二炮兵青州士官学校青州262500

针对导弹姿态控制系统具有不确定性和时变性的特点,同时为保证系统状态能在有限时间内收敛到状态原点,在研究了不确定多变量指数型终端滑模控制的基础上,给出并证明了其模型参考控制的控制律特性。为克服不确定性给系统造成的抖动现象,... 详细信息

针对导弹姿态控制系统具有不确定性和时变性的特点,同时为保证系统状态能在有限时间内收敛到状态原点,在研究了不确定多变量指数型终端滑模控制的基础上,给出并证明了其模型参考控制的控制律特性。为克服不确定性给系统造成的抖动现象,参考模糊控制的优点,设计了模糊补偿控制以消除这种抖动。最后将所设计的控制律在导弹姿态控制系统中做了仿真应用,结果表明,所设计的控制器性能满足要求,控制效果满意。

关键词：多变量指数型终端滑模控制姿态控制系统模糊控制模型参考

基于WVD的谱峭度法在轴承故障诊断中的应用

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振动．测试与诊断 2011年第1期31卷 27-31,126页

作者：石林锁张亚洲米文鹏第二炮兵工程学院五系西安710025 第二炮兵青州士官学校青州262500

在对基于短时傅里叶变换(STFT)和基于小波变换的谱峭度法分析的基础上,提出了基于Wigner-Ville分布的谱峭度法。将其作为检测工具,利用谱峭度构造最优滤波器提取轴承故障信息。将这三种谱峭度法应用于滚动轴承故障诊断中进行对比分析。... 详细信息

在对基于短时傅里叶变换(STFT)和基于小波变换的谱峭度法分析的基础上,提出了基于Wigner-Ville分布的谱峭度法。将其作为检测工具,利用谱峭度构造最优滤波器提取轴承故障信息。将这三种谱峭度法应用于滚动轴承故障诊断中进行对比分析。分析结果表明,时频分析方法对信号能量的集中程度和时窗与滤波器的选取是影响谱峭度法应用效果的主要因素。该结果对基于时频分析的谱峭度法理论体系的形成及其在故障诊断中的应用具有实际意义。

关键词： Wigner-Ville分布谱峭度滚动轴承故障诊断

中等能量P波段相对论返波振荡器的理论设计与粒子模拟

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强激光与粒子束 2011年第11期23卷 3059-3063页

作者：高梁钱宝良葛行军王运行国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073 第二炮兵青州士官学校基础部山东青州262500

提出了一种新型的中等能量P波段相对论返波振荡器,该器件将慢波结构由低波段普遍采用的同轴外波纹结构变为同轴双波纹结构,使得径向束-波作用空间扩大了2倍,一定程度上增加了器件的功率容量;另外同轴双波纹结构还较大提高了器件的时间... 详细信息

提出了一种新型的中等能量P波段相对论返波振荡器,该器件将慢波结构由低波段普遍采用的同轴外波纹结构变为同轴双波纹结构,使得径向束-波作用空间扩大了2倍,一定程度上增加了器件的功率容量;另外同轴双波纹结构还较大提高了器件的时间增长率,从而有效地减小了微波输出饱和时间。经优化设计,该结构在二极管电压300kV、电流3kA、导引磁场1.0T的情况下,获得267MW的微波输出,效率达30%,频率为867MHz。

关键词：高功率微波 P波段相对论返波振荡器同轴慢波结构粒子模拟

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非线性系统中心差分集员估计方法

控制理论与应用 2019年第8期36卷 1239-1249页

作者：沈强刘洁瑜赵乾王琪火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025 火箭军士官学校测试控制系山东青州262500

用于非线性椭球估计的扩展集员算法在实际应用中存在着实现性差、边界估计相对保守等缺陷.本文提出了一种用于非线性系统状态估计的中心差分集员估计方法,以改善传统非线性集员滤波算法的估计性能.为克服泰勒展开的固有缺陷,采用低阶多... 详细信息

用于非线性椭球估计的扩展集员算法在实际应用中存在着实现性差、边界估计相对保守等缺陷.本文提出了一种用于非线性系统状态估计的中心差分集员估计方法,以改善传统非线性集员滤波算法的估计性能.为克服泰勒展开的固有缺陷,采用低阶多维Stirling内插多项式代替泰勒展开实现非线性模型的线性化处理;利用半定规划方法对线性化误差进行外包定界并将其融入过程噪声和量测噪声中,以降低误差定界的保守性;量测更新中,为提高算法的实时性,将量测椭球松弛为多个带的交,依次参与状态椭球的更新,从而实现状态定界椭球的次优估计;同时,对椭球—带交集迭代过程中椭球中心到超平面的归一化距离的计算方法进行了改进,使当前时刻每次迭代的椭球均参与计算并选取最优值,以减小累计误差.仿真结果表明了本文所提出算法的有效性和改进性能.

关键词：非线性系统集员估计状态估计参数估计有界噪声计算复杂度中心差分

基于SIFT算法的含碳颗粒凝胶推进剂雾化场速度分析

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推进技术 2018年第1期39卷 203-211页

作者：石超强洪夫刘虎付幼明火箭军工程大学动力工程系陕西西安710025 火箭军工程大学青州士官学院山东青州262500 西安航天动力研究所陕西西安710100

雾化是凝胶推进技术的关键问题之一,雾化过程中的液膜、液丝及液滴等的速度分布、液膜厚度等参数对于判断雾化效果、揭示雾化机理具有重要作用。为了对含碳颗粒凝胶推进剂雾化场的速度进行定量分析,提出了一种基于SIFT关键点匹配的雾化... 详细信息

雾化是凝胶推进技术的关键问题之一,雾化过程中的液膜、液丝及液滴等的速度分布、液膜厚度等参数对于判断雾化效果、揭示雾化机理具有重要作用。为了对含碳颗粒凝胶推进剂雾化场的速度进行定量分析,提出了一种基于SIFT关键点匹配的雾化场速度计算方法,并以雾化场速度分析为基础,提出了一种新的液膜厚度估算方法。结果表明:雾化场速度随射流速度的增大而增大,随撞击角度的增大而减小;雾化场平均速度与射流速度的比值vato/vjet在0.6~0.9,可用于表征雾化效果,vato/vjet越小,雾化效果越好;射流撞击形成液膜的厚度在0.04~0.13mm,液膜厚度随着射流速度及撞击角度的增大而减小;凝胶推进剂的雾化效果随着碳颗粒浓度的增大而降低,随着碳颗粒粒径的增大而略有改善。

关键词：凝胶推进剂碳颗粒雾化场速度 SIFT算法