航空电子系统中时间建模方法研究与应用

作者： 李文颖   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 时间建模　　UML　　MARTE　　实时嵌入式　　航空电子系统  

描述： 航空电子系统是典型的实时嵌入式系统，时间建模是航空电子系统进行面向对象设计的第一步。对航空电子系统进行时间建模的目的主要有三个：对时间相关的非功能属性的可视化表示，对实时嵌入式系统中时间触发机制的建模支持，对1553B总线结构的航空电子系统中周期和非周期性任务执行的时序分析。通过早期的时间建模可以在后续的动态模型中参考相关的时间信息；可以为航空电子系统的设计和实施提供必要的理论支持，在设计层面上预测总线上任务运行情况；可以为系统的完善和改进提供依据，从而进一步提高系统中总线利用率。 课题研究的核心内容是对UML 2.0进行时间建模的扩展，从而适应航空电子系统面向对象的设计需求。本文首先对航空电子系统中的实时特性进行分析，重点研究了1553B总线结构的航空电子系统的同步和异步通信机制。其次，对UML MARTE扩展中时间模型进行深入分析，阐述其领域视图和UML视图，并且从UML的基础结构角度阐述扩展的继承层次关系。在此基础上，提出一套完整的适应航空电子系统的时间模型库和时间建模方法论，特别还给出时钟类和时钟关系类的数学定义。最后，本文设计实现了支持时间建模的原型系统，并且以浮标布阵系统为例，建立其时间模型和时间有关的功能模型，验证了本文所提出的建模元素和建模方法的可行性，初步实现了航空电子系统有关实时特征的建模设计。

航空遥感三轴惯性稳定平台齿隙建模与补偿方法研究

作者： 王媛媛   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 惯性稳定平台　　齿隙　　PID　　反步积分  

描述： 搭建了齿隙误差实验平台对所研究的方法进行了实验验证。详细内容如下：（1）本文针对惯性稳定平台中齿隙的特点，选择了合理的齿隙模型，建立了含有齿隙的惯性稳定平台控制系统模型，并分析了齿隙对惯性稳定平台性能

传递单元方法及其在航空发动机短舱声学问题中的应用

作者： 王晓宇   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 发动机短舱　　转子/静子干涉　　局域/非局域反应声衬　　声学一体化计算　　声源和声衬相互作用  

描述： 环境噪声问题一直是制约航空工业发展的关键技术之一，尤其是相对于越来越严格的飞机适航噪声标准，发动机的降噪变得越来越困难，声学研究面临新的挑战，如何突破现有的技术瓶颈，发展新的声学设计技术是当今世界航空大国竞相努力的目标。与目前国外正在发展和尝试的技术途径显著不同，本文提出了新的航空推进系统声学设计思路，着重于声源与声衬之间、不同类型声衬组合之间、甚至是声源与声源之间的耦合相互作用来寻求航空推进系统最优声学设计的新途径。然而，要研究这些相互作用首先需要建立能够深刻刻画这些相互作用机理的理论模型。可迄今发展的航空推进系统的声学设计方法，均是以考虑单一因素，如声源本身或声衬本身为目标建立的，甚至均假定声源或声衬置于进出口无限长的空间之内，因而从数学物理模型的角度来看，均无法用以研究各种相互作用的机理。正因如此，本文首先提出了一种新的气动声学设计方法——传递单元方法，它不仅可以处理过去理论模型能够解决的问题，而且也为研究各种相互作用奠定了技术基础，更重要的是可以通过这些相互作用发现新的降噪机制，从而为航空推进系统的声学设计提供不同的视角和途径。具体地讲，本论文的工作主要由以下几个部分组成。本文首先着重研究了传递单元应如何建立。通过利用和发展等价分布源模型和三维升力面理论模型，在包含声衬和叶片的管道内建立独立的单元，详细讨论单元内部的声场，并建立散射声场与入射声波之间的显式表达式，最终将单元内部信息传递到界面上，从而形成单元内外的直接联系。本文特别针对局域反应声衬、非局域反应声衬、转子/静子干涉噪声声源分别建立了传递单元模型，并经过严格的理论和数值计算的验证。其次，本文应用传递单元方法研究了静子叶片与声衬相互作用对声传播的影响，以及转子叶片与静子叶片相互作用对声源预测结果的影响，特别是声源与声衬之间的相互作用对声学优化结果的影响。研究表明，无论是两排叶片之间还是叶片与声衬之间的相互作用都是较为强烈的，特别是考虑声源影响后对声衬的优化结果可达5-10dB的收益，同时也导致了声衬结构优化参数的改变。此外，本文应用传递单元方法提出了一种多腔共振拓宽降噪频带的思想，并建立相应的理论模型。此外，还进行了相应的实验研究。理论与实验研究不仅显示了良好的一致性，而且证实多腔共振思想是一种拓宽降噪频带的有效方法，值得进一步研究和重视。本文还应用传递单元方法研究了膜结构消声器、非均匀管道的声学设计等问题，并结合边界元方法实现了发动机远场声辐射计算，在此基础上实现了发动机管道声学一体化计算，获得了有意义的结果。最后，本文应用传递单元方法具体设计了我国某型号发动机的进气声处理。实验结果表明，应用该方法设计声衬，平均降噪量可达12dB以上，完全达到了预定的目标。

基于航空结构件典型特征的数控加工方法研究

作者： 韩雄   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空结构件　　典型特征　　加工方法　　拐角　　薄壁　　插铣  

描述： 随着航空工业的不断发展，飞机性能不断提升，飞机结构件日趋大型化、复杂化，制造精度要求越来越高，对相应的数控加工装备及数控加工技术提出了更为苛刻的要求。目前国内航空制造业大量引入国际先进设备，整体硬件水平与国外相比已经不存在差距，但数控应用技术远没有跟上，多数企业对加工方法及切削参数缺乏系统分析和研究，主要依靠经验或试切，往往导致数控加工效率低、质量不稳定、加工成本高。本文探讨了基于航空结构件典型特征的数控加工方法，综述了典型特征加工方法的现状以及仿真分析实现加工方法研究的现状及发展趋势。围绕航空结构件槽腔、筋、轮廓、孔等典型特征加工方法展开仿真分析及实验研究，并重点对薄壁、拐角等难加工子特征加工方法进行探讨：航空结构件典型特征及现有加工方法分析归纳。对航空结构件进行分析归类，主要包括框、梁、肋、接头等，在各类典型结构件基础上对典型加工特征进行分析归纳，并对典型特征的现有加工方法进行总结，为后续加工方法优化提供基础。典型特征加工工艺方法研究。研究与搭建了仿真及实验平台，对槽腔、筋及轮廓等主要典型特征加工方法进行分析。通过对几类典型特征的进、退刀方式及走刀方式进行几何及物理仿真，从受力、振动及切削效率进行了综合分析，指出合理的加工方法。典型难加工子特征加工工艺方法研究。针对航空结构件为典型多槽腔、弱刚性、复杂结构零件的特点，对拐角、薄壁及深槽三类航空结构件难加工子特征进行了深入研究，通过对这些部位的加工机理及现有加工方法分析，提出了拐角的插铣加工解决方案，保持铣削过程工艺系统刚性的薄壁件加工方案，以及基于时域仿真及插铣的深槽加工解决方案。工程应用验证。本文选择了接头、长梁、壁板等几类典型航空结构件，通过采用插铣方法、保持铣削过程工艺系统刚性薄壁加工方法，以及程编轨迹优化等，解决了工程实际的产品质量问题，并使加工效率大幅提升，取得了良好的应用效果有效。

航空发动机非稳态及流固耦合复杂空气系统模拟方法研究

作者： 侯升平   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 空气系统　　数值模拟　　非稳态　　一体化　　网络法  

描述： 如下成果： （1）在非稳态空气系统控制方程组的基础上结合微积分、压力残差法、耦合迭代法等处理方法提出了航空发动机空气系统非稳态模拟方法思路； （2）将上述提出的模拟方法编程，并应用到了Flowmaster

考虑风险因素的航空制造企业供应商选择方法研究与应用

作者： 姚嘉琦   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 供应商选择　　因子分析　　熵权法　　风险　　群决策熵集结模型  

描述： 供应商评价问题的首例研究，在指标体系中定义了供应商选择风险因素准则，是以往该领域研究中较少考虑的一个因素。最后，将基于专家可靠性修正的群决策熵集结模型与熵权法进行组合构建供应商选择评价综合赋权模型。该

基于多元统计分析的航空发动机故障诊断方法研究

作者： 张琳   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机　　故障诊断　　PCA　　FDA　　灰色关联分析  

描述： 航空发动机是飞机的重要组成部分，它的安全性和可靠性对于现代军民用航空工业越来越重要，传统的定时维修的思想显然已经满足不了要求，而且发动机的许多故障都是可以通过分析与其工作状态有密切联系的参数变化情况来提前发现的，因此，有必要研究航空发动机基于数据的故障诊断方法，以实现定时、视情和监控相结合的维修方式的转变，在保障飞机飞行安全的同时，降低发动机全寿命周期使用维修费用。 本文在对国内外各种航空发动机故障诊断方法进行分析的基础上，针对发动机数据的特点，采用了一种不依赖发动机数学模型的多元统计分析方法进行研究。主要使用了主元分析（PCA，Principle Component Analysis）与费舍尔判别分析（FDA，Fisher Discriminant Analysis）两种多元统计分析工具进行故障诊断方法的研究，通过对飞参历史数据的分析实现了对发动机的故障检测与故障识别。 首先针对发动机稳态工作条件下的故障检测方法进行了研究。提出了一种PCA-KDE故障检测方法，在传统PCA故障检测方法的前期数据处理的基础上，通过采用核密度估计方法来确定控制限，该方法不需要事先对数据的分布做出任何假定，对于非正态分布的数据也是适用的，克服了传统方法只能处理正态分布数据的缺点；同时，为了保证PCA模型的精度，提出了一种基于鲁棒PCA的R-PCA异常点剔除方法，以提高训练数据的质量；在对XX发动机起飞前稳态飞参数据的分析中取得了满意的效果。 之后在已检测到故障的基础上对故障识别方法进行了研究。根据灰色关联度定义的分析，提出了适合于进行故障诊断的关联度定义；同时，为了增加故障识别的精度，对基本的灰色关联度分析故障识别方法进行了改进，提出一种结合FDA与灰色关联分析的故障识别方法。通过对CMF56发动机数据的实例分析可以看出，该方法增强了故障样本的故障特征，减少了相似故障种类之间的干扰，提高了故障识别的精度。

基于危害度的航空发动机可靠性评估方法研究

作者： 王大伟   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 可靠性评估　　危害度　　样本时效性　　数据融合  

描述： 对航空发动机进行可靠性评估是衡量其可靠性是否达到预期设计目标的重要途径，因此对发动机可靠性评估方法的研究是相当必要和关键的。航空发动机是一个高温、高转速、高负荷的复杂机械系统，其工作环境十分恶劣，因此其故障也不同于一般机械产品。航空发动机故障具有故障模式多、危害性差异大、样本时效性变化等特点，传统评估方法无法体现这些特点，在航空发动机可靠性评估中具有很大的局限性。对此，本文建立了基于危害度分析的航空发动机可靠性评估模型和相关计算方法，就以下几个方面展开研究。提出了按照发动机故障危害度进行分类统计的可靠性指标评估方法。考虑故障对发动机危害性的影响，将出现的故障按照对发动机安全、性能、任务及维修等指标的影响进行等级分类，对各类故障按照失效模式进行分类，建立故障模式级、危害度级、总体指标评估层次结构，各层次之间采用合理的数据融合方法实现由故障模式级指标到危害度级再到总体指标的逐级融合。基于危害度的航空发动机可靠性评估模型具有层次性和阶段性，使航空发动机可靠性评估工作更加全面、深入和具体，克服了传统的数学均值、整体样本法的种种弊端。在数据融合评估方面，按照总体评估的框架结构，建立了航空发动机层次分析－灰色理论综合评估模型。对于航空发动机可靠性指标评估层次结构中各级可靠性指标的数据融合，分别采用了二次分布、加权平均、层次分析－灰色理论评估方法，最后将评估灰类向量进行单值化处理得到发动机总体可靠性指标。基于层次分析－灰色理论的评估模型分层次进行可靠性指标评估，多层面、多角度反映了发动机的可靠性状态。在处理小子样问题、不同阶段、不同使用环境的数据融合问题，建立了航空发动机Bayes数据融合评估模型。Bayes方法利用先验信息融合样本数据得到后验分布，根据后验分布进行统计推断，有效地解决了航空发动机异总体可靠性评估问题，使基于危害度的航空发动机可靠性评估模型成为动态模型。在处理故障模糊性问题方面，建立了航空发动机模糊积分数据融合模型。根据Choquet模糊积分的算法，建立隶属函数表示故障模糊过渡过程，进一步实现了模糊隶属函数对模糊测度的模糊积分值。最后依照故障危害性、样本量、模糊性三个准则计算发动机整机可靠性指标，解决了航空发动机可靠性评估中遇到的故障模糊性问题。针对航空发动机研制周期长，结构设计改进和材料工艺水平不断完善、提高的特点，提出了故障样本的时效性特性，建立了航空发动机故障样本时效性分析模型。发动机早期的故障在当前发生的概率，随着改进措施的贯彻逐步变小，这些故障样本在可靠性评估中的作用应该被“弱化”，因此需要将这些故障样本进行时效性处理后用于可靠性指标评估。通过引入故障衰减因子将故障概率分布转化，再结合Bayes数据融合方法，解决了研制过程中故障样本在可靠性评估中体现真实作用的问题。在航空发动机可靠性指标综合评估方面，本文结合某同一型号两种生产厂家的发动机使用实际，对基于危害度的航空发动机可靠性评估模型进行了应用研究。对两种发动机的可靠性指标进行了计算和对比分析。在理论研究基础上，研制开发了航空发动机可靠性评估软件系统，以解决发动机可靠性评估中涉及到的大量数据处理问题。

一航红湖航空发动机制造质量控制方法及应用研究

作者： 王建荣   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机制造　　质量控制　　方法　　应用  

描述： 、头脑风暴法等工具对某型号的最关键部件——机匣的制造质量控制情况进行分析，指出一航红湖在航空发动机制造质量控制管理上存在的主要问题：质量管理体系存在某些不适应；原材料供应质量不稳定；人员技术水平下降

基于可拓学的航空机械产品失效分析知识表示及推理方法研究

作者： 梁昆   来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 可拓学　　失效分析　　知识表示　　知识推理  

描述： 人们已开展了大量的研究发展计算机化的故障诊断系统，也取得了一些显著进展，包括：失效树分析、神经网络、神经元—模糊理论系统等等，但却很少有人开发计算机辅助失效分析专家系统，且尚缺乏完善性和实用性，原因就是失效分析的知识如何更好的表示和推理没有解决好。所以本文引入可拓学理论，旨在研究探索出一种更适合失效分析知识表示和推理方法。另一方面，本文所做的失效分析方面研究，及从工程实际中探索的通用失效分析知识表示和推理方法，旨在为总装备部国防预研基金《失败学理论技术和框架研究》作一些有益的探索。本文首先介绍了航空机械产品失效分析基本概念、分析方法和程序，在此基础上选择采用失效模式因果关系分析思路，根据此分析思路，对失效分析知识归纳总结为4大类，并对其知识表示和推理作了需求分析；其次在研究可拓学理论及其在知识表示中应用的基础上，结合失效分析知识表示和推理的需求，提出了基于可拓基元的失效分析知识表示方法，并分析总结了该知识表示方法和现有常用的知识表示方法之间的联系。第三，结合人类失效分析推理思维，基于基元的可拓分析原理，提出了失效分析可拓菱形思维推理和可拓识别推理模型；最后通过具体的实例分析，验证了本文研究成果的有效性和实用性。本文提出的基于可拓学的航空机械产品失效分析知识表示和推理方法，作为一种全新的失效分析知识表示和推理方法，以期给工程技术提供一种有效的途径。