齿轮箱振动源信号分离系统软件设计与实现

针对齿轮箱振动源信号耦合，难以进行故障诊断的问题，开发了齿轮箱振动源信号分离软件系统。该系统以MATLAB和LabVIEW语言为开发工具，编译了基于COM组件技术的ICA算法和基于LabVIEW的小波包分解和重构算法，实现了独立源信号的分离，有利于信号的识别和故障诊断。     

航空光电吊舱隔振器布局方式分析

航空光电吊舱在军事和民用得到领域广泛应用,具有情报搜集、监视、侦测、森林防火等作用。为保证航空光电吊舱在飞机载体上具有良好的成像质量,必须进行减震设计。通过理论分析得到,增大隔振器的跨距的布局方式可以减小光电吊舱震动过程中的整体摆动对成像质量的影响,之后通过实际产品在不同隔振器安装跨距的情况下的振动试验,并对振动台的实际振动实验数据进行分析对比,得到大跨距的安装方式的成像质量优于小跨距安装方式的结论,为之后的理论设计和实际应用提供借鉴。     

机载光电侦察平台的自抗扰控制技术研究

PID控制在机载光电侦察平台伺服系统中应用广泛,但其固有的一些缺陷限制了系统性能的进一步提高.为此,设计了一个自抗扰控制器,通过采取为参考信号安排过渡过程,估计参考信号和输出信号的微分,实时估计并补偿伺服系统的所有扰动等措施,克服了PID控制器的缺陷.以某型号机载光电侦察平台为控制对象,对自抗扰控制器与PID控制器进行了仿真对比试验.试验结果表明,采用自抗扰控制器的机载光电侦察平台伺服系统的阶跃响应速度快、无超调,对模型摄动和测量噪声不敏感,对外界扰动的抑制能力强,能够有效克服摩擦扰动对平台低速运动性能的影响,各项性能均优于PID控制器.最后,提出了一套自抗扰控制器参数整定准则.     

光电陀螺稳定平台的分数阶控制

为了提高光电陀螺稳定平台的隔离度,改善其在速度扰动情况下的稳定精度和跟踪精度,将分数阶PIλ控制器引入到光电陀螺稳定平台的速率环控制中。首先,说明了采用常规PI控制提高系统精度的弊端,介绍了分数阶微积分和分数阶PIλDμ控制,提出采用分数阶PIλ控制器来提高控制系统的控制精度。然后,针对采用电流环的等效一阶纯积分控制对象,提出基于稳定裕度和剪切频率的设计方法,该方法同样适用于整数阶PI控制器。最后,以机载光电陀螺稳定平台为研究对象,分别采用分数阶PIλ和整数阶PI控制器进行了阶跃响应、速度扰动隔离和稳定精度的实验研究。实验结果表明,采用分数阶PIλ控制器的系统具有阶跃响应超调量小的优点,在幅值为3.14(°)/s,频率为0.5Hz的速度扰动下,速度扰动隔离度提高了约38%,稳定精度提高了约40%。实验表明,与整数阶PI控制器相比,采用分数阶PIλ控制器可在保证稳定裕度的前提下提高系统的控制精度,且与整数阶PI控制器一样具有易于工程实现的优点。     

超小型无人机相机系统关键技术研究

针对超小型无人机有效载荷种类有限,利用系统集成的方法,设计了一套实用的超小型无人机相机系统。分析了系统的性能指标,解决了商业级数码相机应用于航空机载设备的关键技术。利用系统减振技术,图像不存在模糊现象;相机系统在曝光期间的像移不超过0.5像元,不存在拖影问题。通过相机系统热设计,解决了相机低温不启动的问题。相机系统在超小型无人机上进行了搭载飞行试验,图像清晰,表明方案设计合理。     

红外导引头稳定平台主框架拓朴优化设计

为了提高红外导引头稳定平台动态性能,减小振动环境对其稳定精度和光电载荷成像质量的影响,采用基于变密度法的拓扑优化理论,利用NX/TOSCA软件,以刚度最大化为目标函数,以体积比约束为设计响应约束,对红外导引头稳定平台主框架进行了拓扑优化设计。对比分析了经优化设计和经验设计的主框架结构形式的刚度及模态振型。结果显示,经拓扑优化的主框架在动态性能有所提高的情况下,结构质量大幅地减小,最大变形量由3.2m减小到2.8m,一阶固有频率由1567 Hz提高到1953 Hz,质量减小32.4%,有利于导引头轻量化水平的提升和整机性能的提高。最后,通过振动试验和稳定精度的检测数据验证了主框架的动态性能,说明了拓扑优化结果的正确性,这种拓扑优化方法可为其他重要件结构设计提供帮助。     

基于小波包ICA的齿轮箱信号分离系统

由于齿轮箱振动信号混叠、信噪比低,给早期的故障诊断造成了一定的困难.结合小波包和独立分量分析(ICA)在信号处理中特征提取的方法,以LabVIEW和Matlab语言为开发工具,设计了齿轮箱故障源信号分离系统,并以真实信号进行了实验验证.实验结果表明,该系统可以很好地实现故障源信号的分离,有利于后续的故障诊断.     

吊舱环控系统的多级流模型故障诊断技术研究

针对电子设备吊舱环控系统设备间故障耦合的问题,研究了基于多级流模型的故障诊断技术,建立了吊舱环控系统的多级流模型,分析了基子该模型酌故障诊断算法和诊断过程,开发了吊舱环控故障诊断系统,结合故障实例,对诊断技术进行了验证．研究结果表明：多级流模型的图形化建模方法,简单的诊断逻辑,使得它具有诊断结果明了和诊断效率高的优点,基于MFM的故障诊断技术能高效地对吊舱环控系统进行故障诊断．     

光电编码器的传动方式及其传动精度分析

为了增加光电平台有效载荷的放置空间,需要将其内框架布局进行合理优化。采用平行轴传动方式,将光电编码器安装在主轴旁,可有效扩大光电平台内框架轴向空间。分析了同心轴传动和平行轴传动的优缺点,在平行轴传动中,阐述了单片齿轮传动、消间隙齿轮传动及钢带传动的适用性与局限性。通过实验分析了消间隙齿轮传动与钢带传动在有限转角范围内对光电编码器测角精度的影响。实验结果表明,消间隙齿轮传动在有限转角范围内的测角误差大于3,钢带传动在有限转角范围内的测角误差小于1,为增加有效载荷空间提供了一种途径。