机载燃油流量电磁转动测量方法研究

为提升军用航空飞机中燃油流量传感器的工作性能,以输出电压信号幅值和电压曲线平滑度为评判标准,结合理论与仿真工具研究最优的传感器设计方案.从麦克斯韦方程组出发,根据永磁铁静磁理论和法拉第电磁感应定律,阐述传感器的实现原理并初步得到各参数值与评判标准的对应关系.再以理论指导仿真,使用有限元工具对不同参数条件下线圈输出电压曲线的特征进行仿真分析,得到结论如下:对于同为10组的磁铁和线圈组合,减小磁铁与线圈距离、增大磁铁剩磁强度、加快叶轮转速均可使感应电压急剧增强,而铁芯相对磁导率的变化在超过一定范围后对电压的影响逐渐减小.最后由仿真与实验对比其他的磁铁与线圈组合方式可知,设计传感器时最优方案为线圈与磁铁组数相同且应适当减少.研究结果对于提升机载燃油流量传感器的测量精度和测量可靠性具有一定的指导意义.     

发动机燃油分布器性能异常仿真分析

关于优化燃油分布器控制性能,燃油分布器在发动机台架试车中出现计量活门前后油压压差摆动,燃油流量衰减,产生发动机掉转故障.为找出故障原因所在并提出故障解决方案,以流量连续方程及力平衡方程为基础,利用基于键合图的液压机械系统建模仿真及动力学分析软件AMESim,采用图形化物理建模方式建立系统模型.从系统级的仿真研究人手,再现故障特性,找出了故障的原因.对改进燃油分布器性能进行仿真,结果表明,上述改进方案解决了故障,保证了发动机的正常工作.仿真研究还为燃油分布器的设计与改进提供了依据.     

涡轮后排气温度摆动故障仿真研究

介绍了一种航空发动机低压涡轮后排气温度Tt摆动故障仿真研究方法,分析了导致航空发动机低压涡轮后排气温度摆动故障的典型原因.应用虚拟仪器编程技术,采用模块化编程思想,建立了低压涡轮后排气温度控制系统仿真平台,实现了实际试车过程低压涡轮后排气温度Tt摆动的故障仿真.在传感器信号回路串入低通滤波器进行滤除干扰仿真,根据仿真结果提出了排除Tt摆动故障的方法.经试车验证,此仿真平台能有效指导航空发动机低压涡轮后排气温度控制系统故障排除.     

涡轮流量传感器在呼吸机上的应用

采用涡轮式流量传感器对呼吸机潮气量进行测量时,往往存在误差较大的问题.在介绍了呼吸机涡轮流量传感器的工作原理、结构及特点的基础上,讨论分析了涡轮流量传感器的流量特性.指出此种流量传感器由于自身结构特点从而会产生反应"滞后性".通过分析呼吸机典型流量特性曲线,提出了提高呼吸机吸入潮气量测量精度的方法,得出通过脉冲计数补偿和分段标定流量传感器容量系数的方法可以提高潮气量测量精度,并在产品研制中得到了很好的验证.     

脉冲磁场传感器频率特性分析与拓宽频带方法

在针对电磁脉冲毁伤效能的研究中,提出一种采用线圈型磁场传感器的方法来测量电磁脉冲。根据线圈型磁场传感器测量脉冲磁场的基本原理,分析了其工作时的等效电路和频率特性,根据探测线圈归一化传递函数分析负载电阻对测量频率范围的影响,在此基础上就如何拓宽探测线圈的工作频段,提高传感器响应的灵敏度和稳定性进行了讨论,并提出相应的改进方法,并通过实验进行验证。     

飞机燃油系统传感器故障诊断方法研究

为了解决某飞机燃油系统传感器的故障检测与诊断问题,提出将小波分析法应用于飞机燃油系统传感器的故障诊断.通过传感器输出信号的一维离散小波变换,得到重构后的第一层细节系数.对该细节系数进行分析,可以精确定位故障点;进而分析传感器输出信号,可以判断出故障类型及故障程度.最后以该系统中油位传感器的故障诊断为例,利用地面半物理仿真试验中采集的现场数据,在Matlab环境下对该方法进行了有效性验证.     

高精度内燃机车油耗仪的研制

介绍了一种基于涡轮流量传感器进行流量信号采集并采用差值法进行累加积算的内燃机车燃油消耗计量检测装置，该装置实现了对大流量小消耗量机车燃油积算的精确计量，详细阐述了装置的结构及原理，智能化功能，误差修正方法及误差分析，装置精度均优于5％。     

煤矿井下机车运输监控系统轨道传感器的研究

煤矿井下机车在运行过程中会产生大量的直流磁场,直流磁场会给机车监控系统中的轨道传感器带来干扰,导致错误输出。文章分析并计算了导轨直流磁场对电感式轨道传感器的干扰,并对电感式轨道传感器的设计进行了改进,将轨道传感器线圈与机车导轨磁场设计成互相垂直的,并给出了线圈宽度的计算公式。该方案有效降低了直流磁场对轨道传感器的影响,提高了轨道传感器的抗干扰能力,同时增大了轨道传感器的有效检测距离。     

基于连通磁路的脉冲远场涡流传感器设计及缺陷定量评估与分类识别

为了克服传统脉冲远场涡流传感器由于结构的限制带来的激励磁场在空间出现发散、对大壁厚管道检测能力较弱以及难以对缺陷进行准确定位的问题,在分析了脉冲远场涡流检测原理的基础上,采用仿真与实验相结合的方法,仿真分析了基于连通磁路的脉冲远场涡流传感器的聚磁效果,研究了该传感器对管道轴向内外壁裂纹缺陷的定量评估能力,比较了检测线圈处于不同位置时的缺陷分类识别效果。仿真结果表明,该传感器通过引导磁场的定向传播实现了对磁场的聚集,同时,通过提取适当检测位置的信号负峰值可以实现对缺陷的分类识别。最后,采用实验的方法验证了基于连通磁路的脉冲远场涡流传感器对管道轴向裂纹缺陷深度的定量能力,实验结果表明该传感器可以很好的实现对缺陷的定量评估。     

基于平面线圈的油液磨粒监测传感器设计

为了提高油液管道直径增加后感应区磁场均匀性,减小测量误差,根据电磁感应原理,设计了一种新型的在线油液 磨粒监测传感器。传感器使用一组安匝比为15/7/15的平面线圈在直径1ｍｍ的油管中产生均匀磁场以提高传感器探测金属磨粒的性能,使用COMSOL建立线圈模型并仿真,传感器线圈产生的磁场在感应区60％范围变化率小于1％,相同磨粒在油管径向不同位置的电感变化误差平均值为5％,根据仿真设计制作线圈实物,传感器能测量和分辨粒度100μｍ 铁磨粒和100μｍ 铜磨粒,同一磨粒位于管道轴线和管壁的电感变化误差不超过6.25％。仿真研究和实验结果证明新模型在管道径向产生的磁场更加均匀,可以有效减小粒子在管道径向运动带来的误差。     

小波变换在电磁流量信号处理中的应用

为有效抑制电磁流量计测量过程中产生的干扰,提高测量的精确度和稳定性,提出了基于Haar小波的软件滤波方法。该方法基于小波消噪原理,对强噪声干扰下的电磁流量信号进行了分析,并应用Matlab中的小波工具箱对所提出的Haar小波滤波方法进行了仿真研究。试验结果表明,这种方法能较好地抑制电磁流量信号中的各种噪声干扰,从而提高电磁流量计的测量精度。     

GNSS脆弱性环境仿真系统设计

设计了一种GNSS脆弱性环境仿真系统,该系统提供包括GNSS信号传输全链路干扰(GNSS电磁干扰、大气电磁环境、空间链路故障)的综合仿真。该系统主要由空间系统故障模拟器、欺骗/阻塞干扰器、信号模拟器、软件接收机及相应大气模型软件组成。该系统可实现GNSS系统不同脆弱性干扰场景下的仿真测试,产生干扰射频信号输出。介绍了系统主要模块的设计方案,并利用相应模块进行实验分析与效果显示,实验证明了各模块的有效性,系统方案的可行性。     

超声波流量计在飞机燃油流量测试中的应用研究

燃油系统输油流量测试是飞机燃油系统地面模拟试验的一项重要内容;由于试验油箱内部的各管路与真实飞机油箱管路的布置是一致的,不适合在油箱内的狭小空间安装涡轮流量计,并且会破坏管路流阻特性;由于使用传统油箱油量标定的方法进行输油流量测量耗时耗力,所以需要采用一种新的技术或测量方法来完成油箱输油流量的测量;超声波流量计体积小,不会破坏输油管路流阻特性,防爆等级也符合试验要求;对超声波流量计在浸油状态下测试进行可行性分析,将超声波流量计在飞机燃油系统试验中实现创新性应用;通过试验证明了超声波流量计在飞机燃油流量测试中发挥了重要作用,并且首次将超声波流量计应用到飞机试验油箱内部输油管路的流量测试中,这对飞机其他系统的流量测试和飞机机上排故试验起到了重要作用。     

航空涡扇发动机加力供油系统排故测试技术

采用传统测试技术对航空涡扇发动机可测量参数较少,导致排故测试精准度较低,针对该问题,提出了航空涡扇发动机加力供油系统排故测试技术。依据航空涡扇发动机加力供油系统结构,分析加力供油系统工作原理。通过分析加力外涵计量活门位置的异常波动情况,确定加力外涵供油流量不足原因。列出故障树,根据故障原因分析结果,确认线性可变差动变压器摩擦力异常。研究线性可变差动变压器结构,使用F150型号的内窥镜观察变压器底部存在的金属堆积物,完成加力供油系统计量活门摆动排故测试。根据加力启动供油装置,分析具体故障原因,并计算启动过程中损失的压力大小,获取航空涡扇发动机工作喷嘴燃油流量。对比分析模拟关闭电磁活门时的油泵出口压力和实际压力,排除加力供油系统启动点火故障。由实验结果可知,该技术测试精准度较高,最高可达到0.9815,为系统稳定工作裕度提供支持。     

电磁流量计的使用及维护

介绍了电磁流量计的工作原理,电磁流量计的精度、口径和传感器绝缘衬里选择;一体电磁流量计和分体式电磁流量计的安装;电磁流量计在使用过程中故障现象和处理方法。     

电磁定位系统中发射线圈半径优化设计

电磁定位系统中通常以多匝线圈来作为发射装置,以磁偶极子定位模型为基础来实现电磁定位技术.然而传统计算电磁定位的方式,只是将多匝线圈的半径简单归一化为一常数r,而忽视了线圈与线圈之间的差异性.对多匝发射线圈建立起多磁偶板子模型,并利用该模型来修正传统计算公式中多匝发射线圈的半径.仿真实验计算多匝线圈的磁感应强度表明,在环数一定的情况下,随着层数的增加,优化后的效果越明显,对计算接收线圈的感应电动势更为准确.     

基于IBA-LSSVM强迫选择模型的民用飞机着陆滑行仪表灯常亮故障关联检测

民用飞机着陆滑行仪表灯是故障检测系统的重要组成部分，因民用飞机在地面滑行过程中，电气接口易受到电磁干扰，引起着陆滑行仪表灯常亮故障，在飞行过程中增加了安全隐患。为此，提出引入IBA-LSSVM强迫选择模型的民用飞机着陆滑行仪表灯常亮故障关联检测方法。分析仪表灯常亮故障产生的原因，利用Python编程数据采集飞机起飞、近进、降落、地面滑行时的照明信号及电气交联数据，通过控制逻辑，建立数据关联检测逻辑关系数据库。利用自适应多普勒补偿方法改进蝙蝠算法（IBA），检测着陆滑行灯常亮故障特征，在强迫选择部分，构建IBA-LSSVM模型，将分布式博弈和线性输出调节理论相结合，抵消外部干扰，完成着陆滑行灯常亮故障检测。Matlab仿真测试结果表明：所提方法的故障识别率均在95%以上，故障识别准确率可以达到97.3%，故障识别时间低于2ms，可有效识别故障数据，降低飞行安全隐患。     

Fault diagnosis of turbine based on fuzzy cross entropy of vague sets

The fuzzy cross entropy of vague sets, so-called vague cross entropy, is introduced by analogy with the cross entropy of probability distributions. And then a new method of the fault diagnosis is proposed on the basis of the vague cross entropy and is applied to the fault diagnosis of turbine. The vague cross entropy between a testing sample and the knowledge of system faults is evaluated in the fault diagnosis of the turbine vibration. If the cross-entropy value is small, the testing sample is near to a type of fault knowledge. Then, the type of vibration fault is determined according to the minimum cross-entropy value. The fault-diagnosis example of the turbine demonstrates that the proposed method cannot only diagnose the main fault types of the turbine, it can also detect useful information for future trends and multi-fault analysis.     

具有执行器故障的四旋翼无人机有限时间容错控制

本文主要研究了四旋翼无人机在外部干扰、执行器存在部分失效和偏置故障并发情况下有限时间轨迹跟踪的控制问题. 通过分析四旋翼无人机动力学特性, 构建了带有外部干扰、执行器机构故障的动力学模型. 基于鲁棒全局快速终端滑模控制算法, 设计了一种有限时间容错控制器, 提高了系统对故障的响应速度. 其次, 针对常值/时变故障和干扰,在控制器设计中采用改进的连续函数进行补偿, 减少了由切换函数引起的系统抖振, 并基于Lyapunov函数对控制器的稳定性进行了分析. 最后, 通过仿真实验验证了所设计控制器的有效性和可靠性, 同时存在执行器故障和外部干扰的情况下, 无人机能够实现较好的轨迹跟踪性能.