一种十表冗余激光陀螺捷联惯组标定方法研究

针对十表冗余激光陀螺三自捷联惯组(包含5只陀螺和5只加速度计)的标定问题,推导给出了标定模型以及标定方案。将十表冗余惯组划分为直表X\Y\Z和斜表S\T两组,直表采用系统级标定方法,建立关于标定误差模型的状态方程,以导航速度误差作为量测,通过Kalman滤波估计标定误差参数;以直表标定结果作为参考,进行斜表的分立式标定,分别建立了加速度计、陀螺标度系数和陀螺漂移的标定模型。最后,结合19位置系统级标定方法和分立式标定方法完成了十表冗余激光捷联惯组标定,结果显示标定结果正确,分析了标定误差特性。

核动力系统冗余泵组的可靠性研究

根据核动力系统中设备冷却泵的工作状态,将冗余泵组的中止回阀看成两个冗余阀,得出简化的可靠性分析框图,并建立泵组的可靠性分析模型。以核动力装置设备冷却泵组为例,分别计算泵组在3种情况下的可靠度。计算结果表明,冗余泵组比单个泵工作的可靠性高,但冗余泵组中泵和阀之间的相关失效削弱了泵组的可靠性。

冗余捷联惯组故障诊断的奇异值分解新方法

冗余捷联惯组故障诊断奇异值分解法由于缺少单位化、阈值偏大和隔离策略有缺陷,导致漏警率偏高、误隔离率偏高且无法隔离负向故障。在分析Shim法原理的基础上,采用改进的解耦矩阵、新的故障隔离函数包含单位化和取模的运算,并且将故障检测和隔离分步实施。对改进方法进行蒙特卡洛数字仿真,仿真试验结果表明:新方法克服了Shim法的缺点,具有更高的正检率、更低的误隔离率。尤其对于发生负向故障的器件,改进方法能得到约99%的隔离率。新方法为冗余捷联惯组故障诊断提供一种新思路。

冗余惯组故障检测与隔离的广义似然比解耦矩阵构造新方法

冗余惯组可提高运载火箭制导系统的可靠性,惯性器件发生故障会污染导航信息,需要进行在线故障检测和隔离。面对安装矩阵一定的成套冗余捷联惯组,使用Potter算法构造解耦矩阵的广义似然比故障检测方法,无法检测并隔离特定轴故障,提出选择正交投影矩阵的极大无关组来构造解耦矩阵,采用全数字仿真对改进方法进行验证。结果表明,新方法克服了成套惯组同轴共基座安装时某个轴向无法故障检测的问题,且故障检测性能没有降低。该方法为运载火箭制导系统在线故障检测技术提供了一种新思路。

反应堆冗余泵组的共因失效分析

应用共因失效的相关方法,根据设备的事件分类和影响向量评估,并结合Bayes估计,定量求出共因模型的相关参数;同时考虑止回阀的特殊作用,并应用GO法求出系统启动和运行期间的故障概率。结果表明,共因失效在冗余系统的可靠性分析中起着重要作用。

单机十表冗余惯组故障后重构最优估计研究

对于单机十表冗余惯组故障后的重构估计,提出一种结合可靠性和精度的重构策略,基于该策略,提出一种在线重构估计方法,对在故障诊断中常用的校验方程残差进行分析;通过时间序列分析的方法确定噪声结构,用卡尔曼滤波对其进行在线估计,估计结果作为重构模型估计精度指标的评价;采用滤波补偿的方法对故障表进行分析计算,该方法绕过了对各轴传感器噪声的估计,直接对投影定理推导的重构模型误差进行分析。仿真结果表明,该算法对传感器精度未知的情况有较强适应性,并有较高精度。

冗余捷联惯组信息容错管理算法

对于单机多表斜置冗余捷联惯组的故障诊断、隔离和重构,提出无迹卡尔曼滤波结合三交叉容错融合方法。考虑各误差项,对不同的冗余配置建立统一数学模型。通过三交叉重构模型的设计可快速隔离一度故障并输出正确结果,对被隔离的故障表各误差系数采用无迹卡尔曼滤波方法标定,可辨识因误差系数改变而引起的软故障。以单机五陀螺的两种误差系数软故障为例仿真验证了冗余捷联惯组信息容错管理算法的正确性。

反应堆冗余泵组的相关动态可靠性

为了解决反应堆冗余泵组中相关性(包括泵的温备用、共因失效以及止回阀组同时工作)相互重叠的问题,应用动态可靠性框图(DRBD)建立了冗余泵组的相关动态模型.以冗余泵组为整体,比较分析了其在4种不同相关性情况下的系统故障概率变化,通过状态转移方程求得动态数值解并绘制了曲线图.实验结果表明,多种相关性重叠在冗余泵组中起着重要作用,以DRBD建模为基础,确定并量化各相关因子之间的关系是分析冗余系统相关性的一种有效方法.

基于广义似然比的冗余惯组故障检测方法研究

工程中用备份惯性器件构成冗余捷联惯组(RIMU,Redundant IMU)以提高导航、制导系统的可靠性,针对某工程中的实际问题:三种冗余配置的捷联惯组,研究广义似然比法在三种配置下的误警率并进行比较分析,得到具有工程参考价值的结果:采用十表冗余配置的捷联惯组误警率最小。

改进的四陀螺冗余捷联惯组故障诊断与隔离方法

四个陀螺和四个加速度计构成的冗余捷联惯组系统,采用等价空间法——广义似然比法、最优奇偶向量法进行故障诊断与隔离时,会出现不能正确隔离出故障仪表的问题。分析后得出,存在一个余度时,等价空间法只能诊断出故障,而无法隔离故障仪表,这是由等价空间法的原理决定的。小波变换可对信号进行多尺度分析,能够准确地找出信号奇异点——幅值突变和频率突变等。基于以上问题,利用小波变换对突变信号敏感的特性,提出等价空间+小波变换的组合方法,对四陀螺冗余捷联惯组进行故障诊断与隔离。数字仿真试验证明:对于阶跃型故障,该组合方法能诊断故障并能成功进行故障隔离。

改进的冗余捷联惯组故障检测与隔离主成分析法

针对冗余捷联惯组故障检测问题,提出了一种改进的主成分析(Principal Component Analysis Algorithm,PCA)算法。思路是将PCA方法和奇偶空间方法的优点结合,通过PCA方法分析影响故障的主要因素,奇偶向量运算消除载体机动影响,并对奇偶矢量进行滤波。仿真结果表明随着滤波器的作用,能够检测到的故障幅值降低,提高故障检测的灵敏度。所提出的理论及方法可行,为箭载冗余惯组故障检测与隔离提供一种理论参考。

冗余捷联惯组故障诊断等价向量的补偿

运载火箭作机动飞行时,陀螺和加速度计输出中引入的与机动状态相关的动态误差项会严重影响冗余捷联惯组故障诊断的效果,增大误警率;研究验证了利用卡尔曼滤波估计动态误差以补偿等价向量的方法,滤波补偿能够减弱由于运载火箭机动引起的动态误差项,利用补偿后的等价向量成功检测到未补偿时难以检测的故障;同时也发现了陀螺的补偿效果不如加速度计补偿效果好的现象;深入研究后发现,试验陀螺的随机误差偏大,掩盖了动态误差;得到了当传感器的随机误差项是动态误差项的5倍以上时可不进行误差补偿的有用结论。

高精度多冗余捷联惯组配置优化设计与应用研究

为了满足远程飞行器对惯性导航系统高可靠、高精度的需求,研究了一种多冗余捷联惯组配置优化设计与应用方案。根据远程飞行器导航分析结果和多冗余配置优化准则,设计了高可靠冗余结构配置方案,优先提高X向加速度测量通道精度和可靠性。采用置信距离测度一致性检验方法,对惯性器件输出信息进行置信距离测度一致性检测,建立惯性器件测量关系矩阵,剔除误差较大或失效的惯性测量信息;采用惯性导航信息融合的方法,提升相应测量通道的稳定性和系统使用精度。数据处理结果表明,相对于无冗余捷联惯组,多冗余捷联惯组的惯性导航精度提升近1倍,角速度测量通道稳定性优于0.01(°)/h(3σ),加速度测量通道道稳定性优于1×10^-5g(3σ)。多冗余捷联惯组配置优化设计与应用方案能够满足远程飞行器高精度、高可靠惯性导航的需求,具有良好的工程应用参考价值。

基于卫星和星敏感器的冗余激光惯组在轨标定

采用高精度卫星导航速度、位置信息以及星敏感器提供的姿态信息设计十表冗余捷联惯组的标定模型,包含陀螺和加速度计的零次项和标度因数,对卫星和星敏感器辅助的冗余激光陀螺捷联惯组进行实时在轨标定。利用标准Kalman滤波和Sage-Husa自适应滤波作为估计算法,对十表冗余捷联惯组参数进行在线估计。数值仿真结果表明:参数标定精度均在7%以内,是一种实时的在轨标定方法,满足误差补偿要求。冗余惯组在轨标定方法为航天器高精度定姿和定轨提供了一种理论参考。

考虑温备用和相关故障的核动力冗余泵组可靠性评估

止回阀的切换故障和冷却剂泵之间的共因故障大大削弱了冗余的安全作用,采用基于可靠性框图和Markov状态转移理论相结合的方法,考虑两泵为温备用的逻辑关系,通过定义温备用因子,推导了温备用共因故障模型,建立了考虑止回阀切换故障和两泵共因故障情况下的系统可靠性模型;实例研究表明:止回阀和共因故障大大削弱了冗余对于泵组系统可靠性的提高作用,该方法能够量化以上两因素对泵组系统可靠性的影响。

基于因子图的冗余惯组斜置轴在线标定方法研究

针对在线条件下冗余惯组系统器件误差标定过程中存在依赖正交轴惯组信息以及误差项耦合问题,提出了一种基于因子图的方法。建立不依赖于斜置轴惯组正交的惯组系标定模型,以速度、位置信息作为测量数据,建立基于因子图方法的标定模型;设定滑动窗口与反馈,以提高标度因数误差与安装误差的估计精度。仿真结果表明:在线情况下,该方法可以对冗余惯组斜置轴标度因数误差及安装误差提供高精度的标定,标定误差维持在12%左右。

双冗余DDV阀组运用于汽轮机控制系统

针对双冗余DDV阀设计方案在汽轮机低压全电调控制系统中的应用,从整个系统设计的基本原理、构成出发,结合对关键部套——双冗余DDV阀组、油动机等的油路特性进行理论计算和分析,充分论证了这种新型低压电调控制方式的可行性和可靠性,并通过成功完成马来西亚古晋电厂1(#50MW)机组的现场改造使该方案得到了验证,为今后汽轮机低压电调系统的设计创建了一种全新的方案。

一种基于因子图的RIMU/GNSS组合导航算法

针对传统基于滤波方法的RIMU/GNSS组合导航系统因载体大幅度机动条件下滤波结果不稳定的问题,提出了一种基于因子图的估计方法。建立面向冗余惯性导航系统的状态方程与量测方程,并将冗余惯性数据融合至载体坐标系三轴。建立基于因子图的数据融合方法,将融合后的惯性数据与卫星信息抽象为因子节点,状态信息抽象为变量节点,构建包括惯性因子与GNSS因子的代价函数并以非线性优化的方式对状态量进行估计。数字仿真证实,因子图方法能有效降低载体的位置误差,且均方根误差明显小于卡尔曼滤波算法。

运营商IPTV业务组播冗余应用研究

IPTV用户在电信运营商的大力推动下快速增长,对带宽的要求也越来越高,运营商必须依附于现在的网络现状,对IPTV业务进行二层改造、资源规划,制定一系列业务开展规范,以满足业务及用户快速增长需求。对于运营商的管理人员、技术人员和装维人员而言,IPTV电视业务的维护与管理,一直是日常运维中的难点。结合早期互联网电视业务的运维经验,文章尝试对IPTV业务PPPOE(Point-to-Point Protocol Over Ethernet,以太网点对点协议)接入组播冗余应用进行研究,旨在提高IPTV业务接入可靠性,降低现有网络带宽资源的占用,提升IPTV电视的业务持续发展的能力。

分布式协作系统快速可靠组播算法

为解决分布式协作系统中单点失效、实时性不高和对节点动态性支持不足等问题,提出一种基于网状拓扑结构的分布式协作快速可靠组播算法。该算法采用纯分布式协议来构建协作系统网状拓扑结构,各个协作对象根节点负责同步操作和记录日志信息。为降低协作数据传输延时,提高协作实时性,通过泛洪方式为每个协作节点构建冗余最短路径组播树进行协作数据分发;使用冗余对象根节点和传输链路来增强在节点动态加入和退出时协作系统的可靠性。最后,利用试验仿真对基于网状拓扑结构的快速可靠组播算法的分发延时和可靠性进行了验证。