基于PDA的惯性测量组合交互式诊断辅助系统设计

为了实现对惯性测量组合的快速故障诊断,设计出以PDA作为操作平台的交互式故障诊断辅助系统;在对惯性测量组合的结构和功能进行深入分析的基础上,利用基于多信号模型的TEAMS软件对惯性测量组合进行建模并生成优化的诊断策略,并将所建模型和XML格式的诊断策略文件导人到PDA中;依据测试过程中每一步的结果,采用C#2.0语言对XML格式文档的诊断策略进行解析,从而提取出下一步的测试内容或诊断结果,指导完成诊断过程,实现故障的有效隔离;该系统具有实现简单、交互式快速诊断和便携的特点.     

基于电容传感器的塑膜厚度检测系统的研究

采用非接触式电容传感器、电涡流传感器组合系统获取检测信号,利用基于LabVIEW软件平台的计算机实现对塑料薄膜进行在线检测的工作原理,整个系统由测试单元、电机驱动单元、数据采集与处理单元组成.由于测试单元采用了电容、电涡流组合传感系统,信号的后续处理由基于LabVIEW软件平台的计算机自动完成,加速了测量过程.采用本系统取代传统的千分尺测量方法,可以使塑料薄膜厚度测量以完全智能的、实时的、非接触的方式进行精确测量.最后,通过比较组合测量系统与千分尺测量的测试结果,证明了该系统具有较高的精度,良好的可靠性与可行性.     

高旋弹用惯性测量系统多量程传感器组合设计

由于高旋武器弹药在初始时刻具有高转速和高加速度的特点,使半捷联MEMS惯性测量系统的减旋系统超调大,致使MEMS惯性传感器测得瞬时数据大,超出量程,影响数据分析与解算,提出一种适用于高旋弹用的多量程传感器组合设计,采用多量程的惯性传感器和MIMU组合将弹体各个飞行阶段的数据进行测量;用A/D转换器将其输出的模拟量转换为数字量,通过FPGA模拟通信口接收数据并存储在FLSAH中,实现对半捷联惯性测量系统的实时记录.通过高速飞行仿真转台试验验证:该设计能实时准确采集并存储弹体信息,对常规弹药的制导化具有很大的应用价值.     

基于FPGA的微惯性测量组合电路设计

为了适应战术技术需要,微惯性测量装置要求具有体积小、重量轻、速度快、实时性能高等特性,目前还没有较好的方法来实现.本文提出了一种基于FPGA的硬件体系结构,在FPGA片内使用硬件描述语言编程构建了微惯性测量组合的信号采集、处理与输出电路平台,在应用中取得了较好的效果.该电路设计具有较强的通用性,在选用不同敏感元件时可通过在线编程迅速重构FPGA片内系统,形成新的微惯性测量组合.     

弹道导弹惯性/双星/天文组合导航系统研究

弹道导弹飞行特点对其导航系统提出了较高的技术要求,因此提出一种惯性/双星/天文组合导航方案对弹道导弹实时估计和修正导航误差,提高导航精度,该组合导航方案以惯性导航系统与天文导航系统的姿态角差值、惯性导航系统与双星定位导航系统的位置差值作为观测量,建立弹道导弹导航系统的数学模型和观测方程,以无反馈模式联邦滤波器在线估计弹道导弹导航参数误差值.通过计算机仿真并分析仿真结果:和惯性导航系统相比较,这种组合导航系统可以提高弹道导弹导航精度,适合弹道导弹组合导航.     

惯性测量组合结构特性仿真分析

为了保证惯性测量组合的工作精度和长期工作稳定性,利用有限元分析软件,通过线性简化橡胶隔振环节,建立了惯性测量组合的有限元模型,对惯性测量组合结构进行了模态分析,根据实际工作振动频谱进行了随机振动仿真分析,得到了惯性测量组合的实际工作状态下振动响应应力谱和最大等效应力值。仿真分析结果验证了惯性测量组合结构设计及减振效果的合理性,为电路板及电子元器件进行应力损伤分析和故障预计提供了可信的环境应力状态,验证了本结构设计可以保证惯性测量组合的长期工作稳定性。同时为后续开展同类产品的结构振动仿真分析提供了理论依据和实现方法。     

基于ZYNQ飞艇囊体应变在线监测系统设计

针对当前高空飞艇囊体的应变实时测量装置无法同时具备体积小和实时测量的工作属性,创新性地用光学器件和感光元件配合,对工作中飞艇囊体两个固定点的相对位移量进行测量,提出了一种能够在线监测飞艇囊体应变的测量装置,能够实现应变在线测量且测量精度高;采用TCD1500C电荷耦合器件作为数据来源;主芯片采用ZYNQ处理器,ZYNQ能够具备FPGA的并行处理能力和Cortex的数据调度能力,能够处理CCD高速数据;通过自定义IP核,使用PS端与PL端互联AXI协议,实现了高速、大量数据传输;为了得到应变信号,采用了将应变信号转化为位移信号进行采集的方法,之后将位移信号采集存储至SD卡中并周期性显示到上位机上,实现地面对飞艇囊体应变的实时监控;实现了飞艇囊体应变的实时测量并把测量精度提高至0.1％.     

惯性测量系统误差模型的机载验证仿真平台实现研究

惯性仪表误差直接影响导航精度,很多情况下,为了能够取得更好的惯性测量系统误差标定结果,需要在机载动态的情况下实时地在线标定惯性器件的误差;基于此目的,利用PC机和两组RS-232串口通道作为基本的平台硬件,在Visual C++开发环境下开发了半物理仿真应用程序;仿真平台具备了基本的可视化操作界面、惯性测量系统仿真功能、数据传输功能以及标定解算功能;并且对安装方式的误差进行了标定仿真实验,并取得了较好的可实现性,为空中在线标定惯性系统误差提供了比较可靠的仿真实验平台。     

运载火箭单惯组多表冗余的故障诊断与重构

惯性测量装置冗余是运载火箭中经常采用的一种用来提高其惯性导航系统可靠性的技术,根据冗余方式的不同,惯性测量装置冗余技术可分为系统冗余和单表冗余,分析了现有航天器惯性导航系统采用的冗余技术,从系统的重量、体积和成本方面比较,单表冗余具有明显优势;为此,从单表冗余角度介绍了一种运载火箭十表冗余的捷联惯性测量组合冗余管理方案,对冗余配置的陀螺仪和加速度计测量信息进行故障诊断,将故障定位到具体的某个陀螺仪或加速度计,在两度故障下,仍能够进行典型故障诊断,对故障仪表隔离后进行信息重构,实现一度故障及部分两度故障情况下导航信息的正常输出,增强了运载火箭惯导系统对惯组故障的容错能力。     

钻井泵在线监控系统研究

介绍了一种钻井泵在线实时监测系统,该系统可准确测量钻井泵工作中的各种参数.系统采用感应供电模块和ZigBee无线通信,解决了钻井泵在线数据实时监控系统供电及数据传输问题,实现了钻井泵工作参数的实时监控及部分故障的初期诊断.系统操作简单、性能稳定,满足国内外钻井泵监控和安全生产的需要.     

基于UKF的水下航行器IMU故障检测与诊断方法研究

惯性测量单元（IMU）作为水下航行器导航系统关键传感器,其可靠性直接影响航行器的导航性能。为了提高IMU的容错能力,本文提出一种基于无迹卡尔曼滤波（UKF）算法的IMU故障诊断技术。首先根据水下航行器的动力学方程和导航系统特点,建立描述IMU故障与导航状态量关系的解析模型;接着基于UKF非线性滤波的特点,进行导航滤波解算,基于此,提出了解耦矩阵法以实现IMU的故障检测;并且根据无迹卡尔曼滤波器新息正交原理,提出了实时估计IMU故障的方法,从而完成水下航行器IMU故障的在线检测与诊断。最后,通过实际航行数据验证了所提出算法的有效性。     

某型惯性测量组合故障传播机理与建模分析

惯性测量组合(IMU)是航空机电控制系统中的关键部件,其易发生故障,且故障会在各功能单元之间进行传播.IMU中存在着故障传播路径复杂多样性和故障传播不确定性的问题,这两个问题使IMU中的故障传播过程难以描述.针对该问题,在对某型IMU故障传播机理进行分析的基础上,提出了一种将多信号流图与故障扩散强度函数相结合的模型构建...     

基于主成分分析和奇偶向量的动态检测方法

导航系统中冗余IMU传统故障检测方法由于数学模型过于复杂,计算量大,存在较大延时,难以实现实时故障检测,而主成分分析法仅仅应用于静态情况下的故障检测与隔离,针对主成分分析法无法在动态情况下对冗余IMU进行故障检测的缺点,提出了一种基于奇偶空间法改进主成分分析的故障检测算法,该方法利用奇偶向量隔离车辆的动态变量,以消除动态变量对故障检测的影响,再用PCA方法检测数据以实现对车辆传感器信息的实时检测,通过将原始数据集转置到特征平面来形成图案,实现了IMU传感器正常与故障模式的准确分离,提高了冗余IMU故障检测的结果精确性和可靠性。实验结果表明,该方法能够较好检测动态状态下冗余IMU的故障,提高了主成分分析的故障检测性能,可有效消除导航系统运动的负面影响。     

基于数据库的IMU自动化标定系统设计

惯性测量单元(IMU)标定是惯性导航的前提,标定结果将对导航精度产生直接影响。IMU标定过程测试项目多、周期长、工作量大,涉及到经常性大量的数据调用和计算,人工操作很难保证技术指标的要求。提出了一种基于数据库的IMU自动化标定系统设计,在LabVIEW平台下,实现了标定所需的各项功能要求,并将测试流程集成化、简单化,提高了工作效率。     

采用卡方检验的模糊自适应无迹卡尔曼滤波组合导航算法

针对低成本惯性测量单元精度受载体机动影响大、先验知识难以准确获知的问题,提出一种采用卡方检验的模糊自适应无迹卡尔曼滤波组合导航算法.首先,根据惯性测量单元的基本情况构造系统噪声的粗略模型;然后,引入卡方检验对系统状态模型进行评估,得到相应的卡方检验值;最后,通过预设的模糊逻辑函数和卡方检验值求取系统噪声估计值,得到具有系统噪声统计特性调整的自适应无迹卡尔曼滤波算法.所提出的算法可以克服低成本惯性测量单元难以准确获知先验知识的缺陷.通过SINS/GPS组合导航系统的仿真实例,验证了所提出算法的有效性.     

基于小波分析的某型装备发动机分布式在线检测系统设计

针对现代战车大型发动机强干扰下的在线故障检测需求,设计了一种基于小波分析的某型发动机分布式在线检测系统;整体设计基于分布式设计思想,在某型发动机合适部位设置检测节点,通过CAN总线传递数据到显控中心;利用CAN总线进行数据传送,提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差,增强了故障分析的准确度;显控中心综合运用了小波变换和模式识别技术进行故障诊断,具有快速故障定位能力和拓扑适应能力;应用表明,该系统能够较好地应用于某型发动机的在线监控,使用方便,故障诊断快速有效,解决了发动机在线预警和故障诊断的问题。     

航天器热试验电源健康管理系统的设计与实现

航天器热试验对程控电源的数量需求规模较大,电源以机柜阵列形式进行配置,其运行状态的稳定性将直接影响试验的安全性与可靠性。本文对热试验用程控电源的健康管理技术进行研究,以Agilent N5750型电源为研究对象,基于程控电源历史故障类型分析,对程控电源故障检测技术进行研究,并结合电源冗余切换技术,设计电源在线切换装置。通过试验验证,该系统能够快速实现在用电源的故障检测定位,并能够在秒级时间内完成故障电源向备用电源的在线切换,系统全部工作周期小于3s,实现了控温系统大规模电源阵列的智能健康管理,提高了航天器热试验控温系统的运行可靠性。     

基于SD卡的发动机参数采集存储系统设计

为了满足航空发动机性能检测的需要,设计了一种基于SD卡的嵌入式数据采集存储系统,使用了高性能DSP处理器TMS320LF2407A作为主处理器。在离线的模式下可以脱离上位机独立工作,将采集到的发动机参数存入Flash和SD卡中双重备份,也可在联机模式下,通过USB口直接将数据传送至上位机进行故障诊断和报警。采用改进型March算法对该系统的SD卡存储性能做了测试,结果表明该系统数据记录准确,数据存储稳定可靠。     

一种基于MFC的转台自动测试系统

三轴转台在惯性测量组件和惯性导航系统的性能测试中起到了重要作用,而原先的转台标定实验需要测试人员通过上位机操纵转台运动到指定位置和速率状态,并手动操纵远程计算机采集惯性导航组件的实验数据.采用VC++中的MFC形成远程控制计算机界面,通过远程控制计算机直接控制三轴位置速率转台,并自动采集惯性导航组件的测试数据.经过远程控制计算机与转台形成闭环实验,测试系统可以完成预期目标.