基于可靠性的机动雷达升降机构优化设计

可靠性设计与优化设计在机械设计领域产生巨大的作用,但单方面进行可靠性设计或优化设计,都无法发挥各自的全部潜力.针对这一问题,将二者进行有机结合,开展机械产品的可靠性优化设计成为必然.案例中,以某型机动雷达的升降机构为研究对象,基于Adams对其进行参数化建模,在此基础上,对其开展可靠性优化设计.通过与传统优化设计的对比分析,显示该方法的优越性.     

面向同步建模分析的三角网格局部光顺优化算法

对于大型复杂的几何体,不可能仅通过一次算法自动剖分即得到高质量单元,剖分过程容易出现边界单元狭长、曲面内部单元尖锐等问题,由此,提出局部光顺优化算法。算法结合全局光顺方法以及局部网格拓扑结构优化方法的优点,避免了全局性优化算法计算量过大的缺陷,较传统优化算法,具有较好稳定性,通过实验验证,优化后的单元整体大小均匀、形状规整,在提高数值计算效率方面有较好表现。     

简述增材制造技术在雷达装备研制中的应用

雷达多功能集成化、系统两极化发展趋势对装备研制能力提出了更高要求,亟需借助增材制造技术提升雷达装备创新研制能力。本文系统论述增材制造技术在雷达装备全生命周期的应用需求,介绍了三类典型增材制造工艺及在雷达装备研制中的工程适用性。     

MBD环境下雷达生命周期质量管理技术研究

为了提高雷达制造企业的质量管理水平,在分析基于模型的定义技术基础上,提出了基于模型定义的雷达生命周期质量管理技术。以雷达生命周期中的BOM转化为核心,建立了基于模型定义的雷达质量数据管理模型。分析了雷达生命周期内各阶段BOM的转化过程,建立了基于xBOM的雷达质量过程管理模型。建立了雷达生命周期质量数据管理体系结构,并对基于模型的雷达质量数据定义技术、基于模型成熟度的雷达协同质量管理技术、以MBD为核心的雷达质量管理标准等关键技术进行了论述。     

机电系统多层次可靠性模型与评价方法研究

针对机电系统各组成单元对系统可靠性的影响,提出了多层次可靠性模型与评价方法。首先,采用层次分析法对机电系统进行分层结构化处理,构建了多层次可靠性评价体系。其次,在可靠性框图的基础上,考虑每个单元的权重系数,构建了多层次可靠性模型。然后,结合风险优先数法和模糊规则,提出了基于模糊判断的权重系数确定方法。最后,针对某型雷达机电系统进行了案例分析,结果表明该方法相对常规可靠性分析方法更为合理,可靠性预计结果与工程实际相吻合。     

相控阵天线碗状变形对其辐射性能的影响分析

如何快速而准确地评估天线阵面结构变形对电性能的影响是工程上亟需解决的关键问题。文中根据某大型相控阵天线设计了3种规格的阵列天线,按照典型的天线阵面碗状变形,分别采用HFSS数值计算方法和有源阵元方向图（Active Element Pattern, AEP）计算方法计算阵元Z向误差和指向误差对电性能的影响。结果表明：当Z向偏差小于λ/20（λ为波长）时,碗状变形对副瓣电平和波束宽度的影响显著,对增益影响较小;当Z向偏差增大到λ/20时,天线增益明显恶化;随着阵元规模的增大,得益于阵元互耦效应,碗状变形对电性能的影响减弱。AEP计算方法忽略了阵元方向图的差异性及互耦效应,导致其计算精度不如HFSS数值计算方法的计算精度高,特别是副瓣计算结果差异明显。该研究可为相控阵天线结构设计参数的确定提供指导。     

雷达结构三维装配工艺设计系统研究

针对二维装配工艺设计存在的问题,研究了雷达结构三维装配工艺设计系统。分析了雷达结构三维装配工艺设计过程,建立了雷达结构装配工艺信息模型,研究了EBOM向PBOM的转换技术,提出了一种三维装配工艺信息表示符号。开发并实现了雷达结构三维装配工艺设计系统,同时以某雷达某部件为例,验证了系统的有效性。     

基于实时数据驱动的数字孪生车间研究及实现

为满足智能车间生产状态实时可视化监控、健康管理、故障诊断等需求,提出一种基于实时数据驱动的数字孪生车间体系架构与技术路线。通过搭建面向真实物理行为高保真映射的虚拟仿真环境,采用面向事件响应的数据管理方法构建模块化、通用化的数字孪生车间系统。在此基础上,详细阐述了异构多源数据的采集与管理、真实物理行为的虚拟仿真环境、面向事件响应的数据实时驱动方法等关键技术。设计了原型系统,并通过车载防撞雷达组装生产线成功验证其可行性,为数字孪生技术在智能制造领域的应用提供了关键支撑。     

基于部分可观测Markov决策过程理论的盾构推进载荷规划

针对盾构掘进过程中位姿控制问题,提出了基于部分可观测马尔科夫决策过程(Partially observable Markov decision processes, POMDP)理论的推进载荷规划方法。在推进载荷规划模型中,将盾构自动纠偏看成不确定环境下序贯决策问题,充分考虑掘进过程中随机因素的影响,将盾构掘进过程中受到的阻力、推进载荷和盾构位姿分别定义为POMDP的状态集、行动集和观测集,然后重点讨论了信念状态、状态转移函数和观测函数等几个关键参数的获取方法。在计算值函数时,考虑了盾构位姿偏离程度和盾构载荷平稳程度对推进载荷决策的影响,建立了立即收益函数和长期折扣收益函数,并采用基于点的值迭代算法寻求推进载荷最优规划策略。针对天津地铁9号线进行了案例分析,结果表明基于POMDP的推进载荷规划方法是合理有效的,能够顺应掘进阻力随机变化。     

基于动态贝叶斯网络的天线俯仰系统可靠性评估

采用动态贝叶斯网络(DBN)理论评估雷达天线俯仰系统可靠性,并识别系统可靠性薄弱环节。首先采用结构化分析与设计技术(SADT)分析俯仰系统,构建系统的功能模块。通过对功能模块的故障模式及影响分析(FMEA),确定各功能部件可能存在的故障模式、故障原因以及影响。在上述工作基础上,建立俯仰系统DBN模型,通过正向推理评估系统可靠度演变规律,利用逆向推理识别系统可靠性薄弱部件。案例研究表明:分析结果与工程实际相吻合,为此类系统可靠性增长提供了理论依据。