集成神经网络在2.4米跨声速风洞马赫数预测中的应用

摘要：2.4 m跨声速风洞空气流动是复杂的三维流动,想要利用机理模型来描述马赫数特性十分困难,所以我们采用数据驱动的方式建立风洞马赫数模型。本文提出一种基于特征子集的集成神经网络建模方法,该方法选用动态NARMAX模型,并采用集成神经网络的方法建立了风洞马赫数预测模型。最后,进行了单一神经网络模型与集成神经网络模型在马赫数预测上的性能对比。结果表明,集成神经网络模型可以在保证预测准确度和泛化性的基础上,降低模型的训练和测试时间。     

集成神经网络在2.4 m 跨声速风洞马赫数预测中的应用

2.4 m跨声速风洞空气流动是复杂的三维流动,想要利用机理模型来描述马赫数的特性十分困难,所以采用数据驱动的方式建立风洞马赫数模型。提出一种基于特征子集的集成神经网络建模方法,该方法选用动态NARMAX模型,并采用集成神经网络的方法建立了风洞马赫数预测模型;最后,进行了单一神经网络模型与集成神经网络模型在马赫数预测上的性能对比。试验结果表明：集成神经网络模型可以在保证预测准确度和泛化性的基础上,降低模型的训练和测试时间。     

基于神经网络的预测控制

基于神经网络的预测控制器由神经单元自适应PID控制器和基于神经网络的Smith预估器组成.预估器对输出进行多步预测,使控制器超前动作以消除时滞对系统的影响.自适应PID控制器通过有监督的Hebb学习算法实现其权值调节,通过权系数的在线调整实现自适应控制.并以仿真试验给予了验证.     

基于概率神经网络的风洞设备故障预测诊断方法

针对风洞设备故障征兆与故障原因之间的非线性关系,提出基于概率神经网络的风洞设备故障预测诊断方法.利用概率神经网络强大的自主学习能力和较强的模式识别能力,来预测诊断风洞设备的故障原因,通过故障样本对概率神经网络进行训练,并对待测样本进行故障预测诊断.结果表明:概率神经网络能满足故障诊断快速和准确的要求,故障预测诊断精度较高,适用于在线检测,具有实际应用价值.     

有序神经网络及预测控制

基于传统单隐层BP神经网络,将有序神经网络引入到预测控制,按照先隐层后输出层的顺序,对神经元依次进行编号;编号后增加前向连接,任一节点都向序号靠后的节点有输出连接;同时增加从输入层跨越隐层直接到输出层的连接,使网络不仅有层间的前向连接,而且有层内连接和跨层连接。增加连接后,神经网络转化为一个有大量有规律前向连接的神经元群,促使网络整体化,改善网络对连续输出映射的模仿能力。仿真结果表明,该有序神经网络预测控制方法可获得理想的控制效果。     

基于BP 神经网络的风洞传感器非线性误差修正方法

针对风洞试验时传感器测值受到非线性误差干扰的问题,提出基于BP神经网络的风洞传感器非线性误差修正方法.利用BP神经网络强大的非线性映射能力,通过神经网络模型融合传感器校准数据对传感器的测量误差进行计算,并根据网络计算误差对传感器测值进行修正.试验结果表明:该方法能有效地减小非线性误差对传感器测值的影响,提高传感器的测量精度.     

基于RBF神经网络的互联网时延预测仿真

RBF神经网络采用正交最小平方算法(OLS)决定隐层单元数目、基函数的中心和权值.该算法以每个输入样本为聚类中心,随着正交运算次数的增加,网络的输出误差平方将逐步减小到设定误差范围内,得到隐含层节点数和网络的权值.仿真表明RBF神经网络是有效的.     

基于RBF 神经网络的导弹备件需求量预测仿真

针对导弹部署后期与备件有关的各项保障数据相对较多的情况,提出采用径向基函数（Radial Basis Function,RBF）网络方法。以某型导弹的某备件为预测对象,对导弹维修备件需求影响因素进行分析,介绍RBF网络的结构、工作原理及预测步骤和流程图,并进行仿真结果分析。分析结果表明,该方法比普通前向网络训练省时,能解决备件需求量的预测问题。     

基于神经网络的HMX爆轰临界厚度预测研究

为实现HMX爆轰临界厚度的神经网络预测,采用长通道楔形槽内直接压药的装药方式,测量了HMX在不同密度、粒度与不同粘接剂含量下的爆轰临界厚度.以此3个因素作为输入节点、爆轰临界厚度作为输出节点建立了HMX爆轰临界厚度的BP神经网络预测模型.通过试验数据对神经网络预测模型进行训练使之达到误差要求,采用训练好的预测模型对不同密度、粒度与粘接剂含量的HMX爆轰临界厚度进行预测.预测结果表明,HMX的粒度、压药密度、粘接剂含量对爆轰临界厚度的影响与相关文献报道相同,说明神经网络可以用于HMX爆轰临界厚度的预测.     

基于组合神经网络的装备研制费用预测研究

利用组合神经网络预测法.对装备研制费用进行预测研究.采用了两层预测系统第一层用灰色模型和神经网络分别对装备研制费用进行预测,第二层用BP网络对第一层的输出进行组合预测.通过对某型装备研制费用的预测分析,证实了本模型的科学性与正确性.     

某航空声学风洞控制系统

为降低飞行器、地面交通工具等的噪声,设计一种航空声学风洞控制系统。介绍风洞控制系统各部分功 能,根据声学风洞控制系统的特点,对其技术难题进行分析,通过调节风扇电机的转速来实现试验段速压的闭环控 制,对风洞模型支撑机构进行设计,根据试验配置内容选取控制流程完成风洞运行控制任务,并开展相关性能指标 测试。调试结果表明：该系统运行稳定可靠,各项控制性能均达到或优于技术指标要求。     

风洞流场控制系统规范化研究与应用

为不断提高风洞试验能力、减少风洞建设成本,对风洞流场控制系统的规范化进行研究.分析目前中国空气动力研究与发展中心高速所测控系统规范化建设情况,阐述进行风洞流场控制系统规范化的必要性,重点对软件的规范化进行分析,主要开展软件结构分层、主要被控参数控制方法和复杂流程实现等方面的探索和设计,并对下一步工作提出展望.研究结果表明:规范化的风洞流场控制系统具有功能完善、结构清晰、适应性强等优点,可为今后相关系统的研发提供借鉴.     

0.6 m 风洞研究性试验平台测控系统

为适应空气动力学基础应用研究需求,建成0.6 m风洞研究性试验平台,并研制与之配套的测控系统.采用西门子的SIMATIC T-CPU315T为控制核心,构建一个四自由度的运动控制系统,通过以太网和其他子系统进行通信完成试验流程.详细介绍了项目的实施情况和解决的技术难题,说明调试及应用情况,给出主要结论.测试结果表明:新研制的系统性能均满足设计指标、控制精度高,标模测力试验结果良好、满足国军标值.     

风洞测控系统技术改造

针对莱风洞测控系统存在的不足,对其进行了相应的技术改造。重点介绍测控系统技术改造的技术指标、实施方案、设备调试情况以及技改后的应用情况。试验结果表明：该设计方案合理,技改后的测控系统性能稳定、可靠,能达到预期效果,具有一定的应用价值。     

风洞CTS试验并联装置的速度控制方法

为提高风洞捕获轨迹(captive trajectory simulation,CTS)试验中并联装置速度控制的精准度和实时性,针对CTS试验中并联装置的非线性和耦合性特点,提出一种基于并联装置运动学模型的速度控制方法.该方法以该并联装置的位置、速度量化关系为基础,通过在速度控制闭环中引入补偿量,用于并联装置运动速度的解耦和消除位置累积误差.仿真与风洞试验结果表明:该速度控制方法能够达到CTS试验使用要求;在准确、高效地实现并联装置速度控制的同时,还消除了位置累积误差,原理简单,易于实现.     

1.2 m 风洞增量引射器控制系统

针对增量引射器无法实现自动控制,研制一套采用"PLC+变频器"技术的控制系统.系统通过Modbus和SSI总线通信协议构建了经济可靠的硬件平台,利用模糊控制规则进行位置和速度双反馈控制,实现了增量引射器本地/远程自动控制.运行结果表明:该系统已投入风洞试验运行1 a,能够实现增量引射器开度的自动控制,且能够提升定位控制精度.     

风洞旋转天平试验装置测控系统

旋转天平是一种用来模拟飞机尾旋并获取气动力的试验装置,为使该装置的测控系统具有自动化程度高、测试精度高和抗干扰能力强的特点,设计并实现了一套应用于风洞旋转天平的测控系统。该系统包括了试验管理、天平数据采集和旋转运动控制3个子系统。测试结果表明：该系统可在试验管理子系统的调度下自动化运行,能够实现试验所需的多种运动控制,并能在复杂电磁环境下完成数据采集。该系统操作简单、稳定可靠,设计思路及所采用的技术具有一定的参考意义。     

飞机外挂物投放风洞试验控制及测量系统

随着现代作战飞机外挂物内置以及挂载装备式样的增多,对风洞投放试验技术提出更高的要求.结合新需求,研制一套飞机外挂物投放试验控制及测量系统.搭建4路投放、助推控制回路,引入现代测试技术和同步高速摄影进行测量.结果表明,该系统能实现4路外挂物的单投、齐投、连投的精确控制和轨迹记录,对于开展投放试验是可行的.     

基于LDSW 风洞试验设备跟踪管控系统

为解决高速所主要风洞试验设备在管理过程中存在的不能实时监控、盘点困难、不够精细化等问题,基 于低占空比智能无线通信技术(low duty cycle smart wireless,LDSW)构建了风洞试验设备跟踪管控系统。介绍了 LDSW 技术的工作原理和技术特点,分析现有定位技术存在的不足,提出一种基于LDSW 技术和无线传感网络中 RSSI 定位技术的设备跟踪管控系统研制方法。应用结果表明,该系统能解决高速所主要风洞试验设备的实时跟踪定 位、盘点和精细化管控难题。