航空微电路维修用均匀BAG焊球快速制备

为实现航空微电路维修中均匀BAG焊球的小批量快速制备,提出基于均匀微滴喷射技术的均匀焊球快速制备试验研究,重点研究了喷嘴直径、驱动信号脉宽、幅值以及喷射温度对焊球尺寸的影响规律,分析了所制备的均匀焊球的均匀度、球形度以及内部质量。结果表明:喷嘴直径为焊球直径尺寸的强相关参数,驱动信号幅值为显著影响参数、脉宽及喷射温度为无显著影响参数,可结合喷嘴直径与驱动信号幅值进行颗粒尺寸调节;不同直径喷嘴喷射得到的均匀微滴均匀度小于其直径的5%,且焊球球形度较高,金相照片显示焊料颗粒内部组织均匀且致密,满足BGA焊球快速制备的需求,为航空倒装芯片焊球凸点维修用小批量焊球快速制备提供了新方法。

航空机载电子系统机内测试仿真验证技术研究

现阶段，嵌入式机内测试（BIT）能力低，导致BIT故障检测率水平较差且虚警率高，已无法满足装备的测试性要求。介绍航空机载电子系统机内测试仿真验证技术测试性发展的研究现状及存在的问题，提出复杂系统测试性要求及诊断方案一体化权衡优化技术，通过典型机载系统机内测试方案案例研究，结果表明：复杂系统测试性要求及诊断方案一体化权衡优化技术可以有效解决BIT存在的问题。

以六性为抓手推进航空装备质量建设

六性（可靠性、安全性、保障性、测试性、维修性、环境适用性）是武器装备形成作战能力和保障能力的重要基础，是提高出勤率、任务成功率和部署机动性的重要保证，是减少维修人力和降低维修保障费用的重要手段。从航空装备六性的研究进程和技术发展现状分析入手，总结航空装备六性对装备质量的重要性，阐述装备六性系统工程研究过程中出现的问题和解决方案，为航空装备质量体系建设提供了建议与参考。

基于虚拟现实技术的飞机尺寸准确度检测智能装备研究

基于虚拟现实技术研究智能装备的改装设计,实现测量数据的云存储、智能装备之间数据的互联互通以及装备的三维展示、信息提示、手动交互式装配/拆卸等功能,验证设计方案、装配方案的和虚拟维修工艺流程的合理性。通过逼真的虚拟场景、人性化的交互体验,缩短智能检测装备的装配周期与维修周期,降低生产成本。

基于虚拟现实的火星车路径规划方法

火星表面巡视探测具有环境复杂、资源受限等特点,火星车自主避障路径规划是在火星车运动能力约束下,综合安全性和效率,规划能够安全抵达目标位置的最优路径,对开展火星探测具有重要意义。针对火星车路径规划问题,提出一种基于虚拟现实技术的火星车路径规划方法。首先,在分析火星数字高程模型(DEM)数据、坡度处数据、粗糙度数据和阶梯地形数据的基础上,建立火星环境危险度地图;其次,设计集成危险度函数的改进A*算法,在虚拟现实开发引擎Unity3D中开发火星车路径规划系统;最后,对路径规划算法进行仿真验证。实验结果表明,与传统A*算法相比,改进A*算法的危险度显著降低,有效提高了火星车行驶的安全性,验证了虚拟现实技术在火星车路径规划的可行性。

天基自然灾害勘测系统效能仿真研究

对地遥感卫星系统是应急管理、防灾减灾系统中的重要组成部分,主要用于在灾害发生后快速、精准地提供灾区受灾面积、损伤情况等第一手资料。文中以对地遥感卫星系统灾害勘测场景为研究对象,系统梳理了其卫星星座发展历程,并以当前我国对地遥感卫星星座为基础,利用STK软件构建灾后勘测仿真场景,从覆盖百分比、最大覆盖间隙和平均访问时间三个方面分析了该系统对灾区的勘测效能。仿真结果可为我国完善应急卫星星座建设及应急指挥决策提供参考。

飞机蒙皮铝合金超声辅助搅拌摩擦焊试验分析

针对飞机蒙皮对接时,因搅拌摩擦焊(FSW)工艺窗口狭窄易致底部虚焊、弱连接等缺陷问题,为了探索更适合大飞机蒙皮长程稳定焊接的新方法,设计了超声辅助搅拌摩擦焊(UAFSW)与FSW的蒙皮连接对比试验,采用1.8 mm厚度的2524-T3铝合金进行了同种工艺条件下的UAFSW与FSW焊接,对表面成形良好、内部无缺陷的FSW与UAFSW焊缝,进行了拉伸、金相、扫描电镜观察等对比分析试验。结果表明,与FSW焊缝相比,UAFSW焊缝缺陷率明显降低,工艺窗口扩大;UAFSW焊缝表面纹理更细密,层叠现象消失;UAFSW焊缝的平均抗拉强度略高于FSW焊缝,达到母材强度的90.7%;UAFSW焊缝的平均延伸率则比FSW焊缝高20%左右。研究发现,超声的加入使UAFSW焊缝微观组织更细更均匀,晶粒尺寸变细小,且晶粒沿轧制方向的规律性被打乱,呈现无明显方向的杂序排列。

负开口比例阀控液压系统非对称控制策略

阀控非对称缸系统因结构的不对称,正反向动态特性差异很大。建立了包含死区的阀控非对称液压缸系统数学模型。根据流入和流出流量的比例关系,提出了非对称控制策略。通过对比例阀正反两方向设置不同的最大输出流量、死区流量、参考输入和放大系数以实现正反向速度一致。以大型挤压机节流调速系统为工程实例,应用非对称控制策略,实现了节流系统中水阀正反方向特性一致。试验结果验证了建模分析的正确性和非对称控制策略的有效性,为大载荷作用下比例控制系统设计提供了基础。

泵控非对称液压位置系统自适应Backstepping控制

针对泵控非对称缸位置系统强非线性、参数不确定性及负载扰动等问题,提出自适应Backstepping控制策略以提高系统位置跟踪精度和鲁棒性。建立了系统状态空间数学模型。基于Backstepping算法,构建了Lyapunov函数,设计自适应控制律,以消除系统不确定性参数影响。通过不同工况负载下正弦响应,验证了提出的控制策略。实验结果表明:所提出的自适应Backstepping控制策略使系统的位置追踪误差保持在±0.05 mm,系统的稳定性和鲁棒性得到了有效提高。

大型装备电液系统高精度鲁棒位置控制

阀控非对称缸电液系统具有参数不确定性和强外部扰动,导致系统鲁棒性和跟踪性能变差,控制难度增加。考虑外部扰动建立系统动态模型,为了提高系统鲁棒性和跟踪精度,提出自适应滑模控制策略,用滑模边界层厚度函数代替符号函数以减小系统颤振,构建扰动观测器来调整切换增益,进一步提高系统稳定性。引入可变边界层厚度函数,抑制变化负载对系统性能的影响。在固定负载和变化负载条件下进行实验验证,结果证明了所提出控制策略的有效性。

均匀金属微滴打印大高径比金属针肋及其形貌预测

散热器是航天器热控系统的核心部件,采用金属微针肋阵列结构的散热器具有优良性能,能够极大提升散热效率。但微小金属针肋结构有大长径比、弱刚度的特点,切削或铸造等传统成形方法存在切削受力变形、难以填充型腔或脱模等不利因素,使得微针肋阵列高径比受到制约。本文提出均匀金属微滴3D打印直接成形大高径比金属微针肋方法,研究了基板温度、液滴沉积温度与液滴最终形貌的关系,建立了沉积液滴形貌以及微针肋轮廓预测模型,实现了针肋形貌的预测。在相应参数下以锡铅合金为材料进行了微滴打印试验,打印出直径为394μm、高径比超过100的金属微针肋,为将来航天器用高效微针肋散热器的3D打印新途径奠定了基础。

基于数字孪生技术的准确度检测平台开发及应用

面向飞机结构件高精密和智能化准确度检测的需求,采用数字孪生方法及关键技术,以Unity 3D作为平台开发环境,通过搭建数字化模型,结合传感技术和物联网技术,开发了基于数字孪生技术的飞机结构件准确度检测平台,即DT-MEAS数字孪生平台。为数字孪生技术在航空制造业的应用提供了新的模式与方法。

基于数字化闭环制造的弧齿锥齿轮全齿面数学建模

为了实现弧齿锥齿轮的数字化闭环制造,需要对齿面进行网格规划并计算齿面上各离散点的空间坐标及其法向矢量。在弧齿锥齿轮切齿加工原理基础上,根据齿坯与刀具之间的相对位置关系和相对运动关系,同时考虑切齿加工中的刀倾修正运动和滚比修正运动,并运用矢量运算的方法,建立了小轮工作齿面和齿根过渡曲面的数学模型。基于全齿面数学模型,建立了齿面离散点空间坐标及其法向矢量的计算方法,并进行了验证。

伺服液压系统负载敏感位置跟踪控制

阀控液压系统结构非对称、固有非线性、工况变化明显且不同工况下外负载不相同,从而导致系统特性非线性、系统控制难度大、响应精度低、能耗大。构建了基于调速固定容积式泵的负载敏感位置的跟踪控制阀控液压系统,建立了系统数学模型。在离散PID控制的基础上,设计了基于前馈控制的滑模函数和反馈控制策略。反馈控制系统由相互关联的阀控液压系统和负载敏感控制系统构成。通过实验对比了有无负载敏感控制下,系统的位移响应、压力输出。结果表明,负载敏感控制可以提高系统的位置跟踪精度、稳定性,并降低系统能耗。

考虑多变负载扰动的电液系统速度追踪控制

成形速度是影响金属成形性能的关键因素之一。为了提高成形速度的稳定性,改善金属成形质量,考虑电液系统多变负载扰动,构建了电液系统动力学模型。对成形过程中的不同工况进行了负载模拟,建立了表征系统不同阶段特性的动力学分段子模型。通过引入边界层函数代替符号函数设计了切换控制律,对多变负载扰动增加补偿项。基于鲁棒反馈线性化控制提出了统一切换控制策略。通过仿真和实验对比,分析了统一切换控制、PD控制、鲁棒控制在不同负载状态及不同成形速度下的系统响应。结果表明:统一切换控制可以提高系统速度控制的精度和鲁棒性,验证了统一切换控制策略对多变负载扰动抑制的有效性。