基于神经网络的主动式红外结冰分类方法研究

针对飞机机翼结冰的特点,提出一种主动式红外结冰冰型探测方法。该方法基于神经网络．通过测量不同冰型的结冰表面下红外激光反射系数．达到对物体结冰表面结冰冰型分类的目的。实验结果表明,该方法能够对物体结冰冰型进行分类,并能做到实时判断的效果。     

基于支持向量机的飞机地面结冰冰型分类预测

飞机结冰严重影响飞机的安全性,而不同结冰类型对飞机的危害程度也不同.文中提出了一种飞机结冰冰型预测模型,该方法将支持向量机应用于飞机结冰冰型分类.首先对各类结冰冰型影响因子进行分析,在此基础上建立了基于支持向量机的飞机结冰冰型分类模型.采用基于支持向量机的分类模型对飞机地面结冰进行了冰型识别,并与BP神经网络的分类模型进行了识别效果对比.试验结果表明,在小样本条件下,该方法具有分类准确度高、推广能力较强等优点,有良好的应用前景.     

基于ZigBee的高速公路结冰信息检测系统的设计

针对高速公路上结冰状况仅靠驾驶员观察易导致事故的现状,根据结冰温度和冰的导电性,并结合光在冰层中的传播特性,提出一种利用ZigBee技术的新型的高速公路路面结冰信息检测系统;该系统以楔形光纤作为光的传播媒介,通过采集光纤内光强的变化,结合温度和阻值的大小来融合出高速公路上冰的冰厚和冰型;介绍温度、阻值和光强等采集模块的设计原理,及实验测试环境的实现;经过验证,该系统可有效检测出路面的冰厚和冰型.     

过冷大水滴条件下机翼结冰数值仿真

机翼结冰问题研究对于飞机防冰系统的设计和优化至关重要.在机翼结冰数值仿真中,由于过冷大水滴冻结过程中存在水滴破碎、飞溅、反弹等现象,传统方法计算水收集系数存在误差,难以准确预测结冰冰形.为解决上述问题,建立了机翼结冰过程中过冷大水滴的运动模型,通过引入判断参数仿真水滴破碎,撞击物面后飞溅、铺展等物理过程,对机翼结冰进行了数值仿真.仿真结果表明,利用上述改进方法计算大水滴机翼结冰准确性较好,并且随着水滴直径的增大,撞击表面的水收集系数越大,结冰冰型越厚.但是水滴直径达到一定尺寸后,水滴收集系数变化不大,冰型几乎不变.     

基于特征提取的飞机结冰严重程度识别

飞机结冰会影响飞机飞行的各项性能指标,严重威胁飞行安全,但是飞机的结冰信息难以全面获取,因此提出一种基于特征和支持向量机的飞机结冰严重状态分类的算法。获取多个结冰传感器的信息构成测量向量并提取其特征,采用主要飞行参数构造飞机结冰严重状态特征空间,并建立多个支持向量机进行飞机结冰状况分类。该方法建立测量向量与飞机结冰严重状态之间的联系,能对飞机空中结冰严重程度作出较好的识别。     

基于μC/OS-III的喷雾结冰控制系统的设计

结冰是影响飞机安全飞行的重要因素,在某一型号飞机投入使用前,需要对该飞机除/防冰系统的性能进行验证。因此,研制了一套基于μC/OS-III的机载喷雾结冰控制系统；给出了系统的整体结构框架及其组成,重点介绍了该控制系统的硬件及软件的设计思路；系统实现了对喷雾设备的水、气路温度及压力的自动调节,在此基础上,还具有参数监测与显示、系统报警、数据分析与保存等功能。试验结果表明,该控制系统具有运行稳定、实时性好、调节速度快、控制精度高等特点,可以使用该系统进行喷雾结冰试验来考察某机型除/防冰系统的工作性能。     

基于忆阻桥效应的光纤式双光路结冰探测方法

近年来,随着防冰、除冰需求的增加,结冰探测技术受到了广泛关注,但传统的结冰传感器量程受限,且后续信号处理电路部分体积较大,难以满足应用需求.基于双光路差动测量的方法,提出一种正方形光纤束探测头分布模式和具有放大效应的忆阻桥网络结构,该网络结构通过对光电探测器的输出光电流信号进行放大,并以网络中感知忆阻器的端电压作为传感输出,从而实现冰层厚度的测量.试验仿真结果表明,该方法探测头端面的安装面积较常用圆形端面光纤束可减小约12.6%,且能够有效消除光路扰动和扩大结冰厚度的测量范围,结冰厚度的测量范围可达到38mm.     

基于激光退偏振特性的过冷水测量系统设计

飞机机体积冰对飞机飞行安全危害严重,引起飞机机体积冰最重要的因素是环境中存在过冷水。目前主要通过受感器结冰情况来进行结冰探测,无法进行提前预警。因此远距离探测过冷水含量对提前预警飞机积冰和提高飞机飞行安全性具有重要意义。应用偏振光照射在球形粒子和非球形粒子上的不同退偏振特性的原理进行过冷水的测量。通过与谐振式结冰信号器对比飞行试验验证,该系统可对过冷水进行远距离探测,可在飞机进入积冰环境前,提前根据过冷水含量向飞行员提供积冰预警,从而提高飞机飞行安全性,填补了国内机载远距离积冰预警领域的空白。     

计算机仿真在飞机结冰研究中的应用

计算机仿真在飞机结冰研究中的应用北京航空航天大学韩风华温文彪梅志光概述飞机在飞行中，由于过冷水滴的撞击而发生结冰现象。飞机结冰严重地影响飞行安全，因此研究飞机结冰过程及结冰的形状，进而设计更加有效的防（除）冰系统是飞机研制中的重要课题。计算机仿真技术...     

旋转叶片电加热防冰系统设计与应用

在开展结冰试验时，结冰风洞风扇叶片前缘有结冰风险，影响风洞安全运行。针对大型旋转叶片结冰问题，提出了旋转叶片电加热防冰系统设计方法，研制了大型结冰风洞旋转叶片电加热防冰系统。首先，研制了内置电加热单元和温度反馈的防冰叶片。针对叶片复杂的工作环境，提出一种新的旋转叶片电加热防冰功率计算方法，通过精确测量和方案优化，设计了基于特殊环境的分半式、大尺寸、高线速度、碳刷自动移开/压紧的导电滑环。最后，采用变结构分级温度闭环和试验参数连锁防冰控制策略解决了旋转叶片结冰问题。该系统已应用于大型结冰风洞，运行中加热电流和叶片温度反馈信号传输连续，所有旋转叶片前缘快速加热且温度分布均匀，防冰效果好。     

Numerical simulation of ice accretion prediction on multiple element airfoil

For studying ice accretion on aircraft and helicopter airfoils,a modified model of the mass and heat transfer on icing surface was first proposed based on the classical Messinger model.Then an approach for predicting ice accretion on multi-element airfoils was set up through introducing the interpolation calculation of airflow field around the multi-element airfoils.Consid-ering the equivalent thermal power from anti-ice system,a method of the prediction of ice accretion under anti-ice situation was propose...     

H parameter identification for inflight detection of aircraft icing: the time-varying case

This paper considers inflight parameter identification of aircraft flight dynamics in the context of an ice management system. In particular, an H^∞ parameter identification algorithm is evaluated in terms of detecting an aircraft icing event using a noisy state measurement. Previous studies had addressed identification over several seconds during a maneuver, utilizing the excitation due to the maneuver and assuming a time-invariant parameter. This paper addresses identification over longer periods, where excitation is provided only by turbulence, and parameter variation must be considered. Simulation results demonstrate that for moderate turbulence, the time-varying H^∞ algorithm provides a timely and unambiguous icing indication.     

基于光纤传感的输电线路覆冰监测系统研究

输电线路严重覆冰将会造成输电塔倒塌或导线断线等事故,形成大面积停电、电网崩溃瓦解的电网事故.现用人工观冰为输电线路启动融冰提供决策依据,进而来预防覆冰过重.基于光纤传感技术与覆冰计算模型开展输电导线覆冰监测方法研究,实现云南电网某110 kV输电线路主要覆冰期(2015年12月18日至2016年2月17日)的在线监测,并与人工观冰结果进行对比验证.以4个人工观冰时间点的监测数据为例,人工观冰得到最大覆冰厚度分别为0.6 mm、0.9 mm、4.2 mm、1.5 mm;而光纤监测得到的等效覆冰厚度分别为0.381 mm、0.362 mm、0.892 mm、0.415 mm.对比发现最大覆冰厚度约为等效覆冰厚度的2～4倍.因此,基于光纤传感的输电线路覆冰监测方法可用来监测导线的等效覆冰厚度,为直流融冰等除冰过程提供数据支撑,以保障电网的安全稳定运行.     

机头结冰对大气数据系统测量影响研究

大气数据传感器安装于机头部位的飞机在遭遇结冰气象时,机头结冰会影响大气参数的测量精度。采用计算流体力学方法,对某两型运输飞机的大气数据系统进行模拟,考虑在机头结冰情况下的大气数据系统静压系数和迎角测量值的变化,获得了机头结冰对高度测量和速度测量的影响差量。研究表明,在两型运输飞机机头结冰状态下,中小迎角对大气数据系统静压和迎角测量的影响较小;大迎角对大气数据系统静压和迎角测量的影响较大,对应的高度测量影响量超过了10 m,速度测量影响量超过了2 kn。研究结果对于同类型飞机类似方向的研究具有一定的参考意义。     

基于多源信息融合的架空输电线路覆冰预测模型研究

输电线路严重覆冰可能会导致输电线路的机械和电气性能急剧下降,威胁电力系统安全、稳定运行。线路覆冰预测技术是电网防冰、抗冰领域难点之一。本文以电网输电线路自然覆冰监测大数据为基础,进行数据异常处理、缺失值填补等预处理,提出一种基于覆冰拉力浮动区间的区间准确率评测方法。研究基于新型深度学习的数据驱动输电线路覆冰预测技术,构建了融合历史监测拉力、微气象数据及未来天气预报的拉力时序、一阶差分拉力时序覆冰预测模型,实现覆冰监测终端未来24小时逐小时的拉力准确预测,提前预知输电线路是否覆冰以及覆冰程度,有助于防冰、融冰决策,保证电力系统稳定安全运行。     

Comparison of aerial video and Landsat 7 data over ponded sea ice

The development of melt ponds on Arctic sea ice during spring and summer is of great importance to the Arctic climate system as it accelerates the decay of the sea ice and greatly reduces the albedo. Both melt pond development and its spatial distribution are needed to understand the surface energy balance in summer. Previously, a technique was developed for classifying summer sea ice characteristics, including the amount of open water, white (snow-covered) ice, wet ice, and melt ponds using Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) spectral information. In this paper, we refine this technique through the use of airborne video data coincident with Landsat ETM+ imagery obtained over Baffin Bay on June 27, 2000. The video images, having a resolution of about 1.5 m at an aircraft altitude of 1.4 km, are classified into open water, ponded or wet ice, and unponded sea ice. Comparison of the video and Landsat imagery shows that many of the melt ponds are too small to cover an entire Landsat pixel (resolution of 30 m) so that the Landsat classification scheme would underestimate melt pond fraction. Thirteen high-resolution video images are classified to develop a method to calculate fractions of open water, ponded or wet ice, and unponded ice from Landsat 7 data. A comparison between these classified video images and Landsat retrievals yields a correlation coefficient of 0.95 with rms errors of less than 9% for the two ice types and 2% for open water. Comparisons of Landsat and video analyses not used in the development of the algorithm yield correlation coefficients of 0.87 for open water, 0.68 for ponded ice, and 0.78 for unponded ice. The rms differences are 10%, 8%, and 11%, respectively.     

基于DSP的输电线路覆冰厚度检测方法

输电线路覆冰是高压输电线路中经常出现并产生巨大危害的异常运行状况。主要讨论了基于图像测量覆冰厚度的原理,提出一种新的测量覆冰厚度的算法,利用摄像头采集图像,并通过DSP对图像特征进行匹配,提取出线缆边界来测量覆冰厚度。