沟道机器人及其应用

针对电缆沟道运维工作存在的紧急情况勘测难问题,提出多足仿生监测机器人方案,介绍了电缆沟道监测机器人平台、控制、电源、遥控监测、通信等组成模块及其功能,探讨了电动6自由度3关节机器臂、基于动作构建的仿生多足沟道机器人行为模式、多频融合技术、电缆蠕动监测、机器人关节驱动等关键技术,通过实践应用,满足了电缆沟道日常巡检与应急指挥需求,为运维人员快速掌握沟道环境及设备状况,进行故障定位等提供了新方法。     

月球车驱动系统密封副加速寿命试验研究

为了适应月球车长寿命、高可靠性的要求，利用变载荷谱加速寿命试验方法对月球车驱动系统的密封副进行了寿命试验研究。在分析月球环境的基础上，研究了月球车密封材料的关键故障模式和故障机理，设计了基于温度变化率和驱动转速的加速应力试验剖面，建立了混合威布尔分布的综合应力加速寿命试验模型和统计分析方法。通过寿命试验，给出了月球车密封副在常规应力下的寿命特征，从而为月球车的设计和研制及月球车驱动系统密封配对材料的选取提供试验验证依据。分析结果表明，所选用的配对密封副材料在密封效果和寿命上均满足设计要求。     

机械产品加速寿命试验

随着机械产品全生命周期设计和研制技术的迅速发展,机械产品的寿命和可靠性大大提高。对于长寿命机械产品的寿命评定,必须采用加速寿命试验方法。通过产品故障机理分析获取加速应力,建立基于加速应力的加速模型,探讨加速寿命试验统计方法,从而得到产品的常规寿命。本文简述了机械产品的加速寿命试验类型,不同加速应力的故障模型及加速寿命试验的其他因素,给出了加速寿命试验数据的统计方法和正常寿命指标估计,从而大大缩短试验时间,节省试验费用。最后,就加速寿命试验方法的发展趋势进行了分析。     

线位移差分传感器检测与自监控电路的设计

针对三余度舵机系统对LVDT调理电路具有自监控功能的要求，提出了一种LVDT自监控信号的检测方法。在此基础上，运用时分复用技术，设计了采用一片LVDT信号调节芯片同时检测输出LVDT位移量信号和LVDT故障监控信号的调理电路。并对电路的线性度和故障检测能力进行了实验和分析。     

故障诊断控制器的电路设计及精度研究

针对目前故障诊断控制器中电液伺服阀显示电路影响其驱动电路设计的问题,提出了用电流模拟表头与继电器方法,代替使用采样电路和电压模拟表头的方式,改善了线性度和精度;介绍了一种电位计和电阻结合的方法,提高了电位计在应用电路中的精度和灵活度。     

容错飞行控制系统的可用度分析

在飞行控制系统设计中,大量采用容错技术以提高系统的可靠性和可用性。针对复杂容错飞控系统可用度预计困难的问题,本文采用动态故障树与Markov过程综合的方法,将独立子树转换为事件的等效故障率和等效维修率,递归各事件即可得到复杂系统的可用度,从而实现容错飞控系统的可用度分析。     

液压泵信息融合故障诊断

针对液压泵故障特征的分散性和模糊性，提出基于振动和压力传感器的信息融合故障诊断方法。在充分分析液压泵球头松动故障机理的基础上，对振动信号和压力信号进行小波消噪处理，有效提取球头松动的故障特征。将不同类型特征参数进行特征层融合，利用主成分分析和改进算法的BP神经网络实现液压泵球头松动故障诊断。试验表明，基于不同类型传感器信息融合故障诊断方法可以有效地实现液压泵微弱故障的诊断。     

基于能量增强的双斜式轴向柱塞泵滑靴磨损故障诊断方法

针对盾构机等大型设备用双斜式轴向柱塞泵故障诊断中滑靴磨损故障特征信号易被湮没的问题,提出了一种基于能量增强的双斜式轴向柱塞泵滑靴磨损故障诊断方法。首先,考虑到双斜式柱塞泵滑靴磨损会造成轴向、径向两个方向的振动,对发生滑靴磨损故障下的泵的力学特性进行分析,确定了敏感频率范围;其次,考虑到故障信号易被湮没,将轴向和径向的振动信号分别进行小波包分解,进而得到轴向和径向的振动信号的能量谱,并将轴向与径向敏感频率范围内的能量谱进行叠加,增强故障特征;最后基于试验数据进行验证,对比正常状态与滑靴故障状态下的能量谱,可以有效提高故障诊断的准确度。     

欠驱动自主水下航行器空间曲线路径跟踪控制研究

针对具有模型不确定性和输入饱和的欠驱动自主水下航行器(AUV),提出一种基于改进反步法的简单实用三维空间曲线路径跟踪鲁棒控制器。在 Serret-Frenet 坐标系下建立了空间曲线路径跟踪误差模型,结合视线角制导和虚拟向导法,设计了基于李雅普诺夫理论和改进反步法的运动学和动力学控制器。不同于传统的积分器反步法,该方法在控制器设计中采用跟踪误差的积分来增加控制器的鲁棒性,不会增加系统的状态变量和计算量;针对设计的运动学控制器存在非因果现象的问题,借助动力学模型求解出运动学控制器表达式;针对传统反步法存在的“微分爆炸”现象及动力学控制器过于复杂的问题,采用非线性跟踪微分器对控制器进行简化。仿真结果表明：采用所设计的基于改进反步法的控制器能够实现欠驱动 AUV 在模型参数不确定性和输入饱和作用下的三维空间曲线路径跟踪控制,控制精度和鲁棒性明显优于常规反步法。     

飞机燃油管道中的润湿阻力及其光学测量

文中建立一种激光测量燃油管道润湿阻力的方法及实验装置。得到了小流管条件下润湿阻力大小的解析表达式,即液体表面斜率与反射亮场及入射光通光半径之间的解析关系。根据弯曲液体表面光反射原理及光电自动检测原理,建立了润湿阻力的激光测量实验装置。依据激光反射图样光斑大小可以测出液面的斜率和液面与管壁的接触角。再根据润湿阻力的解析式,得到了润湿阻力大小。实验上,观察到特殊的弯曲液体表面激光反射图样,该图样为圆形光斑,具有明显的干涉圆环。圆形光斑的大小不仅与入射光通光半径有关,而且与表面的弯曲度有关。理论上润湿阻力的大小与液体的表面张力成正比,与接触角的余弦值成正比。本装置具有无损和自动化特点。