飞参系统实时监视技术研究

针对飞机研制阶段各系统交联试验时故障定位慢、检查测试手段匮乏的问题,设计了飞参系统的实时监视功能;飞参系统中的机载设备与地面设备通过以太网进行数据交互,实现飞机状态的实时监视;分析了实时监视功能的作用与优势,并从某型飞参系统功能需求出发,阐述了机载设备的硬件配置及软件架构;基于UDP通信协议,提出了一种机载设备与地面设备交互的数据收发策略;该策略通过地面设备控制数据通信周期,机载设备采集的数据按周期发送给地面设备还原显示,实现了飞行数据的一边记录一边监视;实际应用表明,飞参系统的实时监视功能丰富了试验测试手段,提高了各个系统试验效率,实现了对飞机实时状态的监测,为航前快速检测技术的发展奠定了基础,具有很高的工程实用价值。     

旋翼微小型无人机地面站系统的设计与实现

针对旋翼机的控制复杂性,设计一套面向旋翼式微小型无人机的地面控制站系统。利用该系统可进行航迹设定和任务规划,存储和回放飞机航行记录,接收航拍图像,并通过对旋翼式无人机虚拟模型和视频图像的融合处理,实时显示飞机飞行姿态、位置及运行状态,实现旋翼式微小型无人机的超视距遥控,具有直观、形象的良好操控性能。     

民用飞机健康状态评估方法 

飞机健康状态评估技术能够为飞机的健康状态提供量化评价的方法和手段,通过给出量化的飞机健康指数值,可以为后续的飞机维修提决策提供必要的技术基础;在分析了健康状态评估的技术现状的基础上,对飞机整机级的健康状态评估方法进行了研究,提出了健康状态评估技术方案,并对波音AHM系统健康指数模型进行了研究;提出的民用飞机健康状态评估方法,实现了从传统的对故障的状态识别转移至对性能退化程度的检测和量化描述,其应用可以为航空公司安排飞机运营提供参考,并为合理安排计划维修提供决策支持。     

无人机多跳自组网实时视频传输性能评估

基于当前无人机广泛采用的M-JPEG与MPEG-2视频编解码器,构建了实时半实物仿真环境,并基于此对无人机多跳自组网实时视频传输进行了性能评估。结果表明,实时条件下的M-JPEG编解码器无法支持多跳实时视频传输,而MPEG-2能够支持2跳至3跳的实时视频传输;在1~10跳的实时传输条件下,MPEG-2较之M-JPEG在分组投送成功率和解码率意义下的视频质量平均分别提高了55.69%和205.64%。相对于传统的单飞单控方式,无人机多跳自组网在将无人机系统的作用范围扩大4~9倍的同时能够支持实时视频传输。     

基于Internet的玻璃钢管道固化远程监测系统

为了满足玻璃钢（FRP）管道固化温度状态远程实时监测分析和远程监视固化现场情况的要求,本文介绍了FRP管道固化系统原理、内固化系统硬件结构以及视频监控的实现,采用了Socket编程技术和实时传输技术设计了基于Internet的FRP管道固化远程监测系统。实践结果证明该远程监测系统能及时反馈现场内固化视频图像和温度变化情况。     

飞机液压系统健康状态综合评估技术研究

针对目前飞机液压系统健康状态难以准确评估问题,构建了一个基于灰色聚类法和熵权法相结合的飞机关键部件—液压系统两级健康状态综合评估模型。该模型首先利用熵权法对飞机液压系统各部件相关参数的权重进行计算并确定,然后利用灰色聚类法对飞机液压系统各部件进行健康状态综合评估,得到各部件的聚类系数。在此基础上,用所得各部件聚类系数构成飞机液压系统健康状态综合评估的评判矩阵,再用熵权法计算并确定飞机液压系统各部件的权重,最后利用灰色聚类法对飞机液压系统的整体健康状态进行综合评估,从而得到飞机液压系统健康状态综合评估结果。通过实例对所构建的评估模型进行试验验证。研究结果表明,所构建的健康状态评估模型能够实现飞机液压系统健康状态综合评估效能,具有良好的工程应用前景。     

无人机健康状态综合评估技术研究

无人机健康状态综合评估技术是以无人机视情维修体系为背景发展起来的,已成为先进的无人机核心技术之一,现已发展成为一门新兴的科学技术;国外的许多军用无人机由于采用健康状态评估技术,极大降低无人机的使用和维修成本、提高无人机的使用可靠性;结合某型无人侦察机的典型部件,阐述了无人机健康状态评估技术的提出、实现方法和发展趋势,并以无人机的动力分系统为例,验证了所提方法的可行性,为实现无人机状态即时评估提供科学依据。     

基于混沌理论的飞机健康预测方法

为解决飞机关键结构部件疲劳损伤的有效预测,避免灾难性事故的发生,提出了一种基于混沌理论与声发射技术对飞机结构部件进行健康预测的新方法.采用先进的声发射技术监测某飞机真实水平尾翼的健康状态,运用小波分析对募集的声发射信号进行预处理,提升强背景噪声下有效数据的信噪比.使用混沌理论提取水平尾翼声发射信息的关联维数,构建能反映结构健康状态的特征信息,并由神经网络对其健康状态进行预测.实验研究表明,该方法能很好地预测飞机水平尾翼的健康状态,具有较好的实用性,适用于强噪声环境中飞机结构部件的健康预测.     

综合应力下综合控制器PHM试验平台设计

为了模拟综合控制器真实的工作环境,解决综合控制器故障样本与故障验证环境不足的问题,以便对综合控制器进行健康状态评估,进行了综合控制器PHM试验平台的设计.首先进行了PHM试验平台总体框架分析,确定了设计内容,然后针对综合控制器环境考核需求,明确了各单项应力的参数,制定了综合控制器综合环境应力试验方案,接着基于PCI-9114数据采集卡以及LabVIEW设计综合控制器数据采集系统,实现对综合控制器各个模块的多个状态参数进行实时监测.试验结果表明:该系统稳定可靠,操作简单,实用性强,并能够实现对综合控制器状态参数的实时采集、自动存储,以及事后查阅,从而为综合控制器健康状态评估提供数据支撑.     

基于先进先出的新型结构健康监测系统设计

高速实时地采集传感器信号以及精确测量结构的状态信息对结构健康监测至关重要。但传统的基于串行处理的结构健康监测系统在进行数据分析的同时必须停止数据采集,造成数据采集不连续,实时采集速率不高。为此,采用光纤光栅传感器设计一个新型的实时结构健康监测系统,通过先进先出(FIFO)缓存区的设计将串行模式下间断性的数据采集转化为连续性的数据采集,有效提高了监测系统的实时数据采集速率。系统通过实验证明FIFO缓冲技术的引入有效提高了实时数据采集速率,最大可提高100%;同时也消除了串行模式下间断性数据采集对系统测量精度的影响。     

A knowledge driven approach to aerospace condition monitoring

Aircraft operators are continually striving to reduce both the amount and the cost of aircraft maintenance. Whilst at the same time ensuring that the aircraft safety, reliability and integrity are not compromised. One solution which has seen a lot of attention is known as condition monitoring. The aim of condition monitoring is to develop the ability to detect, diagnose and locate damage, even predicting the remaining useful life of the structure or system. There are difficulties associated with developing aerospace condition monitoring which transcends technical, financial and regulatory. Aerospace legislation requires that any decisions on maintenance, safety and flightworthiness to be auditable and data patterns to relate to known information. The use of data, physical models and knowledge approaches can individually produce reliable health related decisions, but the fusing of these different solutions within an appropriate framework will enhance the intelligence in the decision making process. This paper reviews such a framework and design methodology being used for the development of knowledge based condition monitoring systems for aircraft landing gear actuators.     

基于微型自动驾驶飞机的航拍航摄遥感系统

飞机是一种重要的遥感平台。我们发展了一套基于微型自动驾驶飞机的航拍航摄系统。该系统具有以下特点：（1）野外作业机动灵活,对场地和气象等条件要求不高;（2）费用较低,无人身安全之虑;（3）所获得的相片和图像清晰,分辨率较高,可达到分米的量级;（4）在航拍航摄时,同时有GPS信息（即经、纬度和高度）;（5）可进行定点定高拍摄,适合对无人区的遥感普查（例如：土地利用和气象及地质灾害等）。     

飞机状态监测无线传感器网络系统

ZigBee技术与无线传感器网络完美地结合在一起,成为无线传感器网络中无线通信应用的首选技术之一,具有低功耗、低成本、网络容量大、灵活安全和抗干扰能力强等特点.用ZigBee技术研制的飞机状态监测无线传感器网络系统布线少,可减少整个系统的重量和成本,增加系统的灵活性,还可快速的布局和监测数据,实时地传输动态信息,可以使飞机状态监测和故障诊断技术达到一个新水平,有力推动航空技术的发展.基于这一应用要求,将新型传感器和无线传感器网络技术相结合,设计了用于飞机状态监测的无线传感器网络系统方案及其相关节点,实验实现了系统的基本功能,初步验证了此飞机状态监测系统的可行性.     

民用飞机结构健康监测系统的设计方法

结构健康监测技术是确定飞机结构完整性的革命性创新技术,其在减少飞机运营成本、提高飞行安全等方面具有非常突出的潜力和优势,将使民用飞机结构的维护策略发生变革：从定期计划维修向基于结构实时状态的视情维护转变。首先介绍了民用飞机结构健康监测技术国际研究现状及其国产民机应用SHM的必要性,论述了民机结构健康监测系统需要监测的金属结构和复合材料结构损伤、载荷、部位、损伤类型,以及理想SHM系统的要求。民机结构健康监测的主要参数包括载荷/环境谱、关键部位应变场、关键部位损伤三大类。给出了民用飞机结构健康监测系统设计方法,阐述了SHM主要监测参数及适用的传感器,介绍了民用飞机结构健康监测系统的总体架构设计和功能架构设计。     

基于IP网络视频会议技术的社区监护系统研究

在充分研究社区监护系统的要求和当前研究现状的基础上,本文提出了一种新的社区监护系统,该系统以IP网络视频会议技术为基础,将生理参数采集、传输,与音视频监护完美结合。系统具有强大的管理功能,不仅能进行健康监护,还可以通过音视频功能,进行咨询、辅导、远程病情警告,通过与医院信息系统的接口可以进行远程会诊。     

WSN-UAV基于FPGA的异步带优先级数据转发轮询控制系统

在林、农作物监测作业中,可通过散布无线传感器节点形成的自组织WSN收集作物环境信息。将UAV应用于分簇式WSN作为移动的数据收集节点sink时,UAV不仅需要转发各簇首节点的信息,还需转发自带传感器检测到的重要信息。为了保证UAV传感器检测信息及时转发,并进一步降低簇首节点能耗,延长WSN网络寿命,提出异步带优先级的数据转发轮询控制系统方案,应用马尔可夫链和概率母函数进行建模以分析系统性能。用自带异步读写FIFO功能的FPGA作为主控器件,基于FPGA设计该轮询系统硬件电路结构,验证了该轮询控制系统的可行性和高效性。实验结果表明,该方案能保证UAV及时转发重要数据,缩短服务延迟,提高WSN能耗效率,优化系统性能。     

飞机强度试验中结构健康监测采集控制系统

针对结构健康监测在全机疲劳试验中需要采用多种监测系统的特点,结合飞机强度疲劳试验对数据采集的要求,设计了一种将光栅光纤传感器、压电传感器和声发射传感器等集成为一体的飞机结构健康监测系统.设计了多类型传感器采集控制系统,其中采用了分布式、多任务的结构设计,解决了多台设备采集数据的同步性、有效性和一致性.针对多类传感器的数据源多、数据类型多的特点,设计了通用数据结构解决了多类传感器的数据合并处理问题.通过在某全机疲劳试验中的运用,验证了本系统是一种稳定、高效、易扩展的多传感器健康监测集成系统,能够获取更加可靠、全面的健康监测数据,为健康监测在全机疲劳试验中损伤的准确识别,提供了强有力的支撑.     

输电线路无人机自动巡检系统不间断作业实时监控方法

针对输电线路无人机自动巡检信息冗杂,数据噪声较大,海量数据传输难以完整传输的问题,提出了一种输电线路无人机自动巡检系统不间断作业实时监控方法,保障输电线路不间断作业。构建输电线路不间断作业监控架构,利用无人机自动巡检系统的无人机飞行器实时采集输电线路图像信息,经无线传输模块传输至地面站存储;输电线路不间断作业监控模块调用采集到的数据,采用非局部均值滤波算法去噪处理输电线路图像,将去噪后图像输入至卷积神经网络,优化检测异常输电线路图像,并利用粗定位算法定位异常点,便于巡检人员实时修复输电线路,实时监控输电线路不间断作业。实验结果表明,所提方法能够清晰、直观地检测到输电线路异常点,实时监控输电线路不间断作业;拥有较为优秀的去噪效果,为后期高效、实时检测输电线路异常点提供保障;信息传输性能突出,保证海量数据传输具有极高的完整性。     

四旋翼无人机控制系统仿真设计

四旋翼无人机是一种性能优越的垂直起降无人飞行器,能够实现悬停、低速飞行、垂直起降等功能,在军事和民用方面具有重要价值。针对四旋翼无人机的控制系统设计问题,首先分析介绍了四旋翼无人机飞行原理,对其建立动力学模型和运动学模型,然后进行了基于PID控制的控制系统设计,控制系统采用四通道、多闭环的控制结构,包括无人机的姿态控制与轨迹控制。在MATLAB中进行无人机控制系统仿真实现。仿真结果表明,本文所设计的控制系统,能够有效地实现四旋翼无人机的姿态控制、轨迹控制,具有良好的控制精度与响应速度。     

基于物联网技术的设施农业在线监控系统

运用物联网技术、嵌入式技术和云服务器技术设计一套基于物联网技术的设施农业在线监控系统,该系统能实时监测农业环境参数信息和作物生长状况,实现对分散在各地的温室环境进行状态监测、设备远程智能控制及实时的在线数据、图像视频查询与信息服务。从而使温室的环境适宜作物生长,提高资源利用率。