飞机线束装配螺栓螺距数量图像测量方法研究

飞机线束是电气线路互联系统(EWIS)的装配单元,重要的飞机线束常以线束捆的方式用P型金属带垫卡箍固定在飞机上。卡箍固定线束的装配质量检测要求之一是卡箍螺栓与螺母拧紧后,螺栓应露出螺母螺距数量大于规定值。为实现飞机线束装配检测智能化,提出一种基于图像自动识别P型卡箍螺栓伸出螺母螺距数量的方法。分析确立螺栓伸出螺母单侧牙顶中点为需要识别的图像特征点,并建立利用牙顶特征点计算螺距数量的公式;通过对图像进行预处理、边缘检测、轮廓提取及拟合、极值点检测等得到牙顶特征点个数;针对不同具体图像实例进行了实验验证。

高量测丢包率下基于共享模糊等价关系的配电网状态感知

配电网分布式新能源渗透率的不断增加,对实时监测的要求不断提高,大量量测数据在集中传输过程中常常出现延迟、丢包等现象导致配电网状态感知精度降低甚至不可观测。针对上述问题,提出基于共享模糊等价关系的状态感知方法。首先,将采集得到的多时间断面历史量测数据集作为源数据集,实时采集得到的高量测丢包率下的数据作为目标数据集。利用三角形隶属度函数分别将两组数据集写成模糊集的形式。然后采用一种向量间距离度量方法,分别计算得到两组模糊集的模糊等价关系矩阵。在此基础上,采用共享模糊等价关系的聚类方法,将知识从源数据集转移到目标数据集,减小两组数据集特征分布之间的差异。最后,利用深度神经网络对知识迁移后低维特征空间中高量测丢包率对应的数据进行标记,得到配电网实时状态。通过对IEEE标准算例和某实际地市公司配电网算例进行仿真测试,结果表明所提出的基于共享模糊等价关系的配电网状态估计方法能在高量测丢包率下获得准确的配电网实时运行状态,实现不同量测数据缺失程度下的配电网实时监测。

多负载转动的正交双发射MCR-WPT系统研究

目前,磁谐振式无线电能传输(Magnetic coupling resonance-wireless power transmission,MCR-WPT)的研究主要集中于静止状态下的双发射单负载和三发射单负载系统。本文对双发射多负载低速转动系统进行了研究,通过建立双发射多负载系统的理论模型,结合COMSOL软件进行仿真,并搭建接收端转动的二维全向磁谐振式无线电能传输实验平台,验证了正交发射线圈不同相位差、不同接收线圈数量及线圈相对位置改变对转动系统能量传输效率的影响。结果表明,当正交双发射线圈存在90°相位差时,系统在接收端线圈固定距离内能够维持稳定的磁场传输特性,随着负载线圈数量的增加,系统的总传输效率波动幅度有所改变,当负载为4个时波动最小。

基于迁移学习的飞机线束模板图纸识别模型研究

针对航空电气线路互联系统(EWIS)线束模板图纸在更改时的识别与分类问题,设计了一种基于迁移学习的飞机线束模板图纸内容分类方法。由现有的线束模板图纸建立线束模板图纸元素数据集,选定VGG-16网络作为基础网络进行改进,优化模型结构与参数。为了解决数据集规模较小并提高模型的识别精度及训练效率的问题,将大规模数据集训练的预训练模型迁移至线束模板图纸元素数据集进行训练,并比较不同迁移学习方式及不同网络结构对模型性能的影响。试验结果表明,微调迁移学习模型具有较高的分类准确度,达到了98.89%。与其他网络相比,该微调迁移学习模型具有更短的训练时长以及更高的识别准确率,具有较好的应用前景。

飞机机载线槽结构对电磁防护性能的影响研究

针对雷击环境下,飞机机载平台内的线束易受到连接设备及外部辐射源的复杂电磁干扰问题,考虑线槽不同结构对线槽防护性能的影响,基于三同轴法,结合Van Helvoort形状系数,推导出线槽转移阻抗从低频到高频状态下的理论表达式。进而建立含不同高宽比线槽防护仿真模型,研究不同形状、尺寸的线槽防护性能。最后建立复合材料机身内线槽的雷击电磁防护仿真模型,分析机身不同位置、不同形状线槽的防护作用,进一步验证了不同结构线槽防护性能的差异性。结果表明:高宽比每增加1/2,线槽屏蔽效能约增加5 dB,且有效保护区域逐渐扩大;随着与机身蒙皮间距增大,机身内部线缆感应电流线性减小;线槽密封性与防护性能成正比。

雷电对机载导弹的间接效应仿真分析

导弹作为军机的挂载,在雷电特殊环境中存在遭受雷击风险。为了提高机载导弹的雷电防护,根据标准SAE ARP5416的试验方法在CST中搭建仿真环境,对“军机挂载导弹”模型采用静电场仿真进行雷电附着1A区划分,并采用注入电流法仿真模型遭遇雷击时的间接效应。仿真结果表明:导弹导引头固定后沿(金属部分)和尾翼翼尖易遭受雷电初始附着,当雷电附着于导弹导引头固定后沿时,雷达罩内的电磁场环境最为恶劣,并且碳纤维复合材料(CFRP)舱段内产生的强电场环境和线缆的高感应电压会损坏弹内设备,而CFRP镀铝可将舱段内电场强度和线缆感应电压降低2个数量级,有着良好的雷电电磁屏蔽效果。

基于Schavemaker模型和小波分析的航空EWIS故障电弧检测技术

针对航空线路系统故障电弧检测问题,在分析故障电弧的成因和基本特征的基础上,设计一种基于小波分析的故障电弧检测算法。分析基于Schavemaker电弧模型的交流串联故障电弧发生电路,采用sym5小波对故障电弧电流数据进行分解,提取出电流的高频部分,并提出基于高频分量d_3标准差的故障电弧检测方法,基于Simulink对该算法进行仿真验证。仿真结果表明:该方法比传统的小波分解后直接设定阈值检测故障电弧方法区分度高,能快速准确地确定故障电弧的存在,为工程实践提供有益参考。

基于标准符合性的航空模压式端子压接多导线性能实践研究

飞机上的电气线路遍布飞机全身,连接着各种电子/电气设备,而端子压接是实现各电子/电气设备通过电气线路互相连接的重要方式,是保证EWIS可靠性的重要技术。为满足实际工作中的产品制造要求,通过实验研究模压式接线端子中同时压接4~5根导线的可行性,以满足最终产品的符合性要求。

270V高压固态功率控制器硬件短路保护电路设计

在电力系统中,许多电器设备运行在大电流的供电状态下,一旦发生短路故障,尤其是高压大电流下,将造成严重的损坏,因此短路保护应该工作稳定且快速。本文介绍了一种基于霍尔电流传感器、比较器以及分立元器件电路搭建的纯硬件短路保护电路,电路成本低,经验证,该电路可靠性高,响应速度快。本文对具体实施方法及参数计算进行了详细介绍。

直升机负载管理中心配电保护后无法操作故障分析

自动配电系统是目前直升机配电系统中常用的一种配电方式。本文针对直升机交流电源系统转电过程中,综合射频交流产生大电流诱发自动配电系统中后负载管理中心短路保护后,无法操作的故障,使用故障树的方法分析定位,并进行故障机理分析找出无法操作原因,提出有效改进措施,提高自动配电系统可靠性,对类似问题提供解决思路。

飞机线路系统故障电弧检测技术综述

故障电弧容易引发飞机电气火灾事故,很难在地面上复现并检测,电气线路系统检修需要耗费大量的人力物力来完成。针对故障电弧不易检测的难题,论文对飞机故障电弧检测技术进行归纳总结,将故障电弧检测方法归纳为数学模型、物理特性和电气方法,其中电气方法又分为时域法、频域法、时频域法,分析了各种方法的优缺点,并展望了故障电弧检测技术未来的研究方向。

基于Simulink的直流SSPC设计及仿真研究

固态功率控制器(Solid-State Power Controller,简称SSPC)是基于飞机配电系统的发展应运而生的,是电气负载管理中心的关键组成部分。本文详细阐述了建立低压直流SSPC行为级模型的方法;基于所建模型,对SSPC动态开关过程进行了仿真;最后,针对行为级模型在阻容负载和快速保护情况下出现的问题,本文对驱动电路进行了改进。本研究可为飞机配电系统及机载设备供电的集成仿真、电路设计提供理论依据。

振镜电机系统高性能数模混合驱动控制方法

为满足振镜电机系统高精度和高动态性能的控制需求,提出数模混合架构和扩张状态观测器(ESO)-滑模控制(SMC)复合的高性能驱动控制方法。采用基于数字式控制器和模拟式驱动器的数模混合架构设计,一方面便于实现高性能的非线性控制算法,另一方面能够消除数字式驱动器中脉冲宽度调制(PWM)技术导致的高频电流纹波。基于ESO和SMC复合的振镜电机位置环控制方法,通过ESO估计系统的各种扰动,利用SMC实时消除扰动影响,显著地提升了振镜电机系统的动态性能和鲁棒性。仿真和实验结果表明:相较于比例-积分-微分(PID)控制器,所提方法能够有效地提升系统的鲁棒性和动态响应性能,其中动态响应性能提升了29.4%。

一种升降工作装置异常动作原因分析

在复杂的设备布局空间中,各类机电产品和电子器件密集度不断提高,产品设计时需考虑电路、磁场、机械运动等各种因素的耦合作用,尤其需确认器件间特性匹配的情况。文中以一种升降工作装置异常动作的情况为例,对接近开关与步进电机共同工作时产生共频干扰的机理进行了说明,阐述了机电产品设计中器件特性匹配的重要性。

航空三级式发电系统非线性建模与硬件在环实现

针对航空三级式发电系统在故障诊断与状态监控研究中进展缓慢的问题,对系统的非线性关系和信号传递逻辑进行了研究,建立了发电系统的非线性模型,构建了硬件在环测试平台。首先利用电流-磁链神经网络,拟合了电机电流-磁链的非线性关系;其次提出变参数平均值模型的改进型,准确预测了旋转整流器的输出电压降;最后分析了系统的信号传递逻辑,完成了对系统的非线性建模。结合航空三级式发电系统的非线性模型和RT-LAB实时仿真机完成了硬件在环测试平台的构建,并利用GJB 181B—2012标准对平台进行了有效性验证和控制能力的验证。验证结果表明,在小型单发飞机所需的发电系统输出功率为45 kV·A的条件下,平台输出三相交流电的稳态电压为113.0174 V、电压不平衡度为0.2532 V、电压调制幅度为2.0596 V,满足GJB 181B—2012标准对供电品质的要求,并且还可以在30~50 kV·A内跟踪任意指定输出功率。该平台利用非线性建模技术、硬件在环技术打破了传统航空发电系统研究中对于实验环境的要求,可以降低研究成本、缩短研究周期,对于航空发电系统的控制器研究以及航空发电系统的更新换代具有加速功能。

提高某型航空蓄电池电源车充电机保护值的稳定性分析与研究

航空蓄电池电源车是为航空领域研发的移动式电源装置,为飞机提供起动电源和保持电源,车载充电机是一种高效便携式充电设备,可快速、安全地为进行充电。充电机保护值的稳定性直接影响到该型航空蓄电池电源车工作可靠性。本文通过对可能影响充电机保护值稳定性的因素进行分析,并提出了可靠解决措施,有效解决了充电机保护值稳定性质量问题。

直升机直流电源系统并网失败故障机理分析

针对直升机电源系统起动发电机在起动完成,转换到发电状态下不能正常并网,需要通过复位操作才能并网的问题,分析了故障机理,通过试验验证,得出故障原因为调压保护器过压保护误动作,在此基础上制定了故障的解决措施,为直升机起动发电机并网电路的设计提供了依据。

直升机电气线路互联系统正向设计流程的改进与优化

分析与总结了目前国内直升机电气线路互联系统的设计流程与技术,阐述了目前流程在工程应用中的缺点和不足。借鉴其他主机所飞机设计流程的优点,对现有直升机电气线路互联系统设计流程进行了改进与优化,提出了一种基于CATIA和Capital线束设计软件的电气线路互联系统正向协同设计流程,并总结了新设计流程的优点,用于后续直升机电气线路互联系统协同设计与工程应用。

Study on Effects of Short Circuit Between High and Common Ends of LVDT's Lead Wires on Sum Voltage

The Linear variable differential transformer(LVDT)is widely used in the aircraft field and crucial to the safety of the aircraft.Based on the short-circuit failure mode between the high and common ends of the LVDT′s lead wires,the theoretical formula of short-circuit sum voltage was deduced and verified via tests.Moreover,the effects of the core length and the winding resistance on the short-circuit sum voltage were analyzed and discussed through numerical methods.The present research put forward some references for LVDT′s design.

航空油冷三级式无刷发电机流固耦合传热研究及散热优化

航空三级式无刷发电机具有高电负荷、高磁负荷、体积小、质量轻的特点,导致损耗大和散热困难,因此精确的温度场分析和高效的散热是实现航空三级式无刷发电机高功率密度设计和安全可靠运行的重要基础。该文首先以喷油冷却三级式无刷发电机作为研究对象,分析各级电机损耗的组成与分布特性。构建了考虑到气液两相流的三维全域流固耦合模型,深入探究油气两相混合分布状态。建立三级式无刷发电机温度场模型,研究了各级电机在不同工况下的局部热点分布特性。然后提出一种转子集成甩油盘的散热优化方法,对比研究了优化方法对冷却油分布规律和散热能力的影响,结果显示电机最高温升从71.9℃降到了62.6℃。最后通过样机实验验证了流固耦合传热研究的精确性和散热优化方法的有效性。