摘要：基于模型的安全性分析方法能够提高对目前复杂安全关键系统的建模与分析能力。系统建模语言(System Modeling Language,SysML)是一类在工业领域被广泛应用的非形式化系统功能建模语言,AltaRica是面向系统安全性分析的形式化建模语言。针对国内目前缺乏面向SysML的系统安全性分析工具的现状,设计实现了一个面向SysML的系统安全性分析工具并进行了实例研究。首先建立了SysML设计模型到AltaRica分析模型的映射规则;同时根据映射规则设计算法实现两种模型的自动转换,并集成了Altarica的分析引擎对系统模型进行自动化安全性分析;最后以SAE-AIR6110标准中的一个复杂的机轮刹车系统(Wheel Brake System,WBS)为实例,验证了所提工具的可行性和有效性。实验结果表明,对于包含25个组件类型、34个组件实例的复杂系统,该工具可有效地完成SysML模型到AltaRica模型的转换并进行正确的安全性分析。

摘要：针对任务约束下的航天器姿态控制系统(ACS)在轨重构问题,提出了一种基于自适应动态规划(ADP)的在轨重构算法。首先,综合考虑航天器在轨任务约束条件设计效用函数和性能指标函数,获得离散Hamilton-Jacobian-Bellman(HJB)方程形式的最优重构策略。其次,采用执行依赖启发式动态规划(ADHDP)方法近似求解HJB方程,避免了直接求解HJB方程的"维数灾难"问题。通过简化设计ADHDP执行网络,提高了迭代训练速度;同时在训练中引入ε-greedy因子,避免了训练算法过早陷入局部最优解。仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要：发动机短舱泄压门的设计会影响到短舱的安全性,泄压是一个动态变化过程,与舱内外压力、外界气流马赫数及泄压门结构有关。基于Modelica语言建立了短舱泄压过程零维瞬态仿真数学模型,并通过计算流体力学(CFD)方法得到不同开启角度下所需泄压门排放质量流量和力矩系数,并将这些系数代入零维瞬态仿真数学模型,得到了短舱泄压过程中舱内压力、泄压门开启角度等关键参数随时间的变化关系,分析了泄压门开启舱内压力阈值及最大开启角度对泄压过程的影响。研究结果显示,降低泄压门开启舱内压力阈值会使泄压过程到达平衡阶段时间减小,但是对平衡阶段舱内压力和往复摆动角度/幅度无影响。适当降低最大开启角度可有效降低泄压平衡阶段往复摆动角度/幅度,而对初始阶段的泄压速率和平衡阶段的短舱内部压力基本无影响,但是随着最大开启角度进一步降低,则会导致泄压速率下降,并使平衡阶段短舱内部压力升高。

摘要：安全关键系统广泛应用于航空、航天、核能、交通等领域,对安全性有着很高的要求。保障需求可追踪性是安全关键系统开发过程中的基本要求,也是各项安全性分析的重要前提。致力于建立需求与设计制品间的纵向追踪关系,采用模型驱动的方法来实现追踪模型的自动生成并实现追踪信息的图形化表达。首先通过配置文件的机制对SysML模型进行扩展,使用该扩展的SysML模型对需求以及设计制品进行建模用于捕获追踪信息。接着设计了一个追踪元模型用于表达以及存储追踪信息可供后期安全性分析使用,并使用模型转换技术实现从扩展的SysML模型到追踪模型的自动化生成。最后通过襟缝翼控制系统的案例来说明该方法的有效性。

摘要：为了减少客机总体参数敏感性分析的计算量并实现分析结果的实时显示,研究一种客机总体综合分析模型的代理模型建模方法并用于快速敏感性分析。首先,明确设计变量和目标量并选取合适的多维设计空间,然后,用最优拉丁超立方设计方法在该设计空间选取一定数量样本点,用客机总体综合分析模型对样本点分别计算分析,得到一系列关心的目标量;随后,用二阶多项式作为响应面构建近似模型;最后,基于该近似模型快速生成多种图形反映总体参数对目标量的影响趋势。以某型宽体客机总体参数敏感性分析算例表明,当样本点数目为设计参数的15倍左右时,代理模型的精度满足要求;通过趋势图、曲面图、Pareto图可实时显示单、多参数对客机性能指标等目标量的影响关系。

摘要：针对可重复使用运载器(RLV)再入过程中存在的未知干扰、不确定性以及舵面部分失效(PELF)等问题,基于增量反演法(IBS)和跟踪微分干扰补偿器(TDDC)设计了鲁棒容错控制律。首先,对姿态角回路和角速率回路分别设计增量控制律,并引入误差积分项增强系统的鲁棒性。其次,对于传统增量反演法直接忽略掉的慢变项和泰勒展开高阶项,基于Sigmoid跟踪微分器设计了适用于IBS控制律的干扰补偿器对其进行估计和补偿。最后,仿真结果表明,相比于传统的增量反演法,所设计的控制律指令跟踪精度更高。

摘要：为了实现饱和攻击与饱和防御,提出了一种针对机动目标的多导弹协同制导律。建立了视线坐标系下的弹目相对运动数学模型,设计了三阶扩张状态观测器,对目标机动加速度项和运动方程中的耦合项进行观测与跟踪。在导弹飞行前段,基于滑模变结构理论设计了攻击时间可控的多导弹时间协同制导律;在导弹攻击末段,基于有限时间控制理论设计了满足终端角度约束的制导律,给出了导引律切换条件。仿真结果表明:该复合导引律能够使多枚导弹在满足攻击末端角度约束的条件下实现攻击时间协同;该制导律采用完备的空空导弹轨迹控制系统进行仿真,能够满足实际工程应用的要求。

摘要：以国产实际使用并含有添加剂的RP-3号燃油为研究对象,测量了燃油在不同温度下的密度,搭建了压力降落法实验装置,测定了5~40℃温度及3组不同压力范围下,CO_2在RP-3号燃油中的溶解度,采用ASTM D2780-92标准中提供的相对密度法对溶解度进行了计算并与实验值进行了比较.结果显示:计算值与实验值有很大偏差,且随着温度上升及压力下降,该偏差增加,最大相对偏差可达到106%.根据实验值,对ASTM D2780-92中的阿斯特瓦尔德系数计算公式进行了线性修正,修正后计算的溶解度和实验值误差在10%之内.该研究结果可为绿色惰化的设计提供参考依据.

摘要：针对涡轴发动机控制系统设计,提出了1种基于在线滚动序列核极限学习机的非线性模型预测控制方法。综合考虑直升机旋翼扭矩、燃气涡轮转速、动力涡轮转速、涡轮级间温度和压气机喘振裕度等信息,设计具有较好实时性、精度和泛化能力的多输出在线滚动序列核极限学习机作为预测模型,引入预测模型输出与发动机输出的误差进行反馈校正,利用序列二次规化算法在线求解包含限制约束的预测控制问题。在某型直升机/涡轴发动机综合平台的仿真环境中进行了直升机大幅度机动飞行仿真验证,结果表明:该模型预测控制器相比于传统串级控制具有更好的控制品质,可显著降低动力涡轮转速超调/下垂量。

摘要：振荡-阻塞变换器(RCC)是一种自激振荡式反激变换器,无需专门的芯片控制,电路结构简单、可靠性高、成本低、体积小,满足焊机电源在恶劣环境下工作的要求,因此RCC是逆变焊机电源非常理想的辅助电源。在此对MOSFET型RCC工作原理进行了分析,给出了详细的工作模态分析及主要参数设计过程,制作了220 V交流额定输入的小功率原理样机,并进行了实验验证。