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航天电气系统信息流时序流设计与仿真技术研究
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作者 魏炳翌 孙凯 《舰船电子工程》 2024年第3期76-80,共5页
随着航天系统研制任务量与传统研制模式不匹配的矛盾日益突出,传统研制模式无法支撑高密度任务完成。目前电气系统信息流时序流的设计多依靠其基本规律及专家经验,尚无数字化设计、仿真工具。论文围绕电气系统信息流时序流设计与仿真技... 随着航天系统研制任务量与传统研制模式不匹配的矛盾日益突出,传统研制模式无法支撑高密度任务完成。目前电气系统信息流时序流的设计多依靠其基本规律及专家经验,尚无数字化设计、仿真工具。论文围绕电气系统信息流时序流设计与仿真技术的体系架构展开研究,从分层模型、功能组成给出了设计方案,并对关键技术的设计与实现给出了实施方法。针对典型运载火箭发射流程进行了设计与仿真,实践表明,该技术能对航天电气系统信息流时序流的设计与仿真提供技术手段支撑和优化改进基础。 展开更多
关键词 航天电气系统 信息流 时序流 设计与仿真
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一种改进滤波器与LSTM融合的飞轮故障预测算法
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作者 龙弟之 陈辛 +1 位作者 魏炳翌 史超 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2024年第3期129-136,共8页
针对基于滤波器的预测方法由于依赖模型精度而导致长周期预测精度低的问题,提出了一种基于滤波器和长短期记忆(LSTM)网络的融合故障预测算法,实现航天器飞轮执行器缓变故障的预测。首先,分别设计了小批量标准化LSTM网络和趋势识别模块,... 针对基于滤波器的预测方法由于依赖模型精度而导致长周期预测精度低的问题,提出了一种基于滤波器和长短期记忆(LSTM)网络的融合故障预测算法,实现航天器飞轮执行器缓变故障的预测。首先,分别设计了小批量标准化LSTM网络和趋势识别模块,二者串联组成神经网络预测器提高对时序预测的准确性。然后,利用递归最小二乘(RLS)参数估计原理改进卡尔曼滤波器更新过程,以增强对时序预测误差的鲁棒性。在此基础上,将神经网络预测器输出的预测值与改进后的滤波器相融合,获得未来时刻的预测残差项实现迭代更新和预测,克服了滤波器算法对模型的依赖,提高了预测精度。最后,设计仿真实验比较了三种神经网络预测器的时序预测性能,并考虑飞轮轴承性能退化故障,利用所提融合预测算法判断出飞轮在856 s时性能退化达到阈值,预测时间误差为36 s,从而验证了预测算法对缓变故障的有效性。 展开更多
关键词 故障预测 LSTM 卡尔曼滤波器 RLS 飞轮
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国内航天器故障诊断技术应用状况分析与展望 被引量:9
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作者 张威 魏炳翌 闻新 《航空兵器》 2017年第4期66-74,共9页
介绍了故障诊断系统组成,以及航天器故障诊断技术的应用模式。在综合国内外文献的基础上,总结了我国航天器故障诊断技术的应用现状,指出了各种方法的优缺点。分析了航天器故障诊断技术在应用中存在的主要问题。展望了未来航天器故障诊... 介绍了故障诊断系统组成,以及航天器故障诊断技术的应用模式。在综合国内外文献的基础上,总结了我国航天器故障诊断技术的应用现状,指出了各种方法的优缺点。分析了航天器故障诊断技术在应用中存在的主要问题。展望了未来航天器故障诊断技术的发展趋势。 展开更多
关键词 航天器 故障检测 故障诊断 容错 人工智能
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微纳卫星姿态控制系统的半实物仿真 被引量:3
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作者 张威 闻新 魏炳翌 《兵工自动化》 2019年第5期53-58,共6页
针对脉冲等离子体推进器作为执行机构的微纳卫星姿态控制系统(attitude control system,ACS)仿真的需要,采用脉冲信号控制双旋翼实验平台对微纳卫星姿态控制系统进行半实物仿真。使用Elman神经网络PID的控制策略,在线调整PID参数,适应... 针对脉冲等离子体推进器作为执行机构的微纳卫星姿态控制系统(attitude control system,ACS)仿真的需要,采用脉冲信号控制双旋翼实验平台对微纳卫星姿态控制系统进行半实物仿真。使用Elman神经网络PID的控制策略,在线调整PID参数,适应动态系统。通过半实物仿真平台的对比试验,验证了Elman神经网络PID控制系统自适应能力强、超调量小等优点,同时也验证了双旋翼实验平台对于脉冲等离子推进器半实物仿真的有效性。 展开更多
关键词 脉冲等离子推进器 卫星姿态 半实物仿真 ELMAN神经网络 PID控制
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基于1D-CNN的卫星姿态控制系统故障诊断方法 被引量:5
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作者 闻新 龙弟之 +1 位作者 王俊鸿 魏炳翌 《兵工自动化》 2020年第7期1-6,共6页
为解决卫星姿态控制系统中自主故障检测和诊断的问题,提出一种改进的1D-CNN卫星姿态控制系统故障诊断方法。以卫星姿态控制系统的故障诊断为背景,构建航天器姿态动力学模型,将卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与快速卷... 为解决卫星姿态控制系统中自主故障检测和诊断的问题,提出一种改进的1D-CNN卫星姿态控制系统故障诊断方法。以卫星姿态控制系统的故障诊断为背景,构建航天器姿态动力学模型,将卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与快速卷积算法相结合,对卷积神经网络的拓扑结构进行改进,根据BP算法,将1维原始数据作为输入,结合反作用飞轮作为执行机构的技术特征,给出一种基于卷积神经网络的故障检测和隔离方法。仿真结果验证了该方法对卫星姿态控制系统实时故障检测和分类的有效性。 展开更多
关键词 故障诊断 卷积神经网络 航天器姿态控制系统 反作用飞轮
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基于高阶滑模观测器的微分滑模四旋翼无人机控制研究 被引量:3
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作者 魏炳翌 闻新 《航空兵器》 2017年第4期26-32,共7页
针对四旋翼无人机鲁棒控制问题,提出了一种基于高阶滑模观测器的内环与外环控制器设计方法。首先,建立了四旋翼无人机模型的运动学与动力学方程,通过反馈线性技术将模型分解为线性部分与非线性部分。然后,在输入信号延迟的基础上推导了... 针对四旋翼无人机鲁棒控制问题,提出了一种基于高阶滑模观测器的内环与外环控制器设计方法。首先,建立了四旋翼无人机模型的运动学与动力学方程,通过反馈线性技术将模型分解为线性部分与非线性部分。然后,在输入信号延迟的基础上推导了相应的滑模控制律,由分离定理分别设计了观测器与控制器,通过扰动识别减少需要观测的状态变量,继而减少了测量传感器,同时对观测器以及整个闭环系统稳定性进行了证明。仿真验证了所提出的控制算法在提高四旋翼无人机姿态控制系统精度以及鲁棒性方面的有效性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 姿态控制 滑模微分 高阶滑模观测器
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基于支持向量机的卫星执行机构故障诊断研究 被引量:8
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作者 陈辛 魏炳翌 闻新 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期47-55,共9页
针对脉冲等离子体推力器(Pulsed Plasma Thruster,PPT)作为执行机构的微纳卫星姿态控制系统故障问题,采用了支持向量机(Support Vector Machine,SVM)技术对脉冲等离子体推力器的两种常见故障进行检测与隔离。运用自适应遗传算法优化墨... 针对脉冲等离子体推力器(Pulsed Plasma Thruster,PPT)作为执行机构的微纳卫星姿态控制系统故障问题,采用了支持向量机(Support Vector Machine,SVM)技术对脉冲等离子体推力器的两种常见故障进行检测与隔离。运用自适应遗传算法优化墨西哥草帽小波核函数参数,并结合小波分析,提高了SVM分类器的超平面寻优效率与泛化能力。最后,通过仿真分析,验证了该方法可快速准确地完成故障诊断任务,也证明了小波核函数支持向量机技术在故障诊断方面的先进性与有效性。 展开更多
关键词 微纳卫星 支持向量机 小波分析 故障诊断 脉冲等离子体推力器 遗传算法
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卫星姿态控制系统执行器的故障诊断方法研究 被引量:3
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作者 陈辛 魏炳翌 闻新 《航空兵器》 北大核心 2018年第2期69-76,共8页
小卫星具有成本低、体积小、灵活性高等优点,多颗小卫星协同工作完成太空探索任务已逐渐成为国际航天技术发展的研究热点之一。针对脉冲等离子体推进器(Pulsed Plasma Thruster,PPT)作为执行器的卫星姿态控制系统常见故障问题,设计了一... 小卫星具有成本低、体积小、灵活性高等优点,多颗小卫星协同工作完成太空探索任务已逐渐成为国际航天技术发展的研究热点之一。针对脉冲等离子体推进器(Pulsed Plasma Thruster,PPT)作为执行器的卫星姿态控制系统常见故障问题,设计了一种基于新型级联前馈神经网络的故障诊断系统。该系统采用自组织神经网络训练算法,结合训练误差与拓扑信息,优化神经网络结构,提高其泛化性能,进而应用神经网络模拟PPT的动力学特性开展故障诊断。仿真结果表明,该训练算法能优化网络结构,提升了故障诊断策略的有效性与可靠性。 展开更多
关键词 小卫星 姿态控制 神经网络 故障诊断 脉冲等离子体推进器
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