本文關(guān)鍵詞：火箭發(fā)動(dòng)機(jī)多余物識(shí)別與定位方法研究

  更多相關(guān)文章： 火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 多余物 譜系聚類 混沌理論 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

【摘要】：火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為航天系統(tǒng)的動(dòng)力裝置,其可靠性是決定空間發(fā)射任務(wù)成敗的關(guān)鍵因素�；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)體積龐大,管路復(fù)雜,在生產(chǎn)和裝配等環(huán)節(jié)引入的多余物是影響發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的重要因素。各主要航天大國(guó)都有由于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在多余物而導(dǎo)致發(fā)射任務(wù)失敗的教訓(xùn),進(jìn)行多余物檢測(cè)對(duì)保障發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性具有重要意義。本文對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法展開深入研究。針對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的形狀、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了變頻器——異步電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)作為激勵(lì)發(fā)生裝置,驅(qū)動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),保障多余物的有效激活和發(fā)動(dòng)機(jī)的安全可靠。根據(jù)顆粒碰撞噪聲檢測(cè)原理,設(shè)計(jì)傳感器布局方式及八通道信號(hào)調(diào)理和采集電路,保障采樣信號(hào)能充分反映原始信號(hào)的特點(diǎn),為實(shí)現(xiàn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中多余物的無(wú)盲區(qū)檢測(cè)和空間定位提供硬件基礎(chǔ)。針對(duì)檢測(cè)裝置中變頻器和傳感器線纜束產(chǎn)生的電磁干擾問(wèn)題,建立了變頻傳動(dòng)系統(tǒng)的Simulink模型,分析了共模電壓產(chǎn)生的機(jī)理和特點(diǎn),提出了二階無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)方法。建立傳感器線纜束的Maxwell仿真模型,基于有限元方法,分析了屏蔽層和線纜間距對(duì)線纜間分布參數(shù)的影響,為傳感器線纜束的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。針對(duì)固有機(jī)械信號(hào)引起多余物誤判的問(wèn)題,采用三門限端點(diǎn)檢測(cè)方法將PIND信號(hào)分解為脈沖序列,設(shè)計(jì)譜系聚類算法,通過(guò)相關(guān)系數(shù)矩陣對(duì)脈沖序列進(jìn)行聚類。依據(jù)固有機(jī)械信號(hào)和多余物信號(hào)時(shí)域差異,采用融合脈沖能量、電壓峰值和脈沖長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)差的聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)差方法,識(shí)別類別屬性。該方法可同時(shí)判斷多余物有無(wú)和固有機(jī)械信號(hào)種類數(shù)。針對(duì)多余物微粒查找困難的問(wèn)題,提出通道定位和坐標(biāo)定位結(jié)合的方法,將復(fù)雜的三維空間定位問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一維線性定位問(wèn)題�；诼暟l(fā)射(AE)信號(hào)的衰減特性,提取信號(hào)平均能量和電壓峰值進(jìn)行通道定位�；赑IND信號(hào)的混沌特性,提取通道兩端傳感器信號(hào)的關(guān)聯(lián)維數(shù)、K熵和Lyapunov指數(shù)作為特征參數(shù),應(yīng)用粒子群優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,進(jìn)行多余物坐標(biāo)定位。通道定位準(zhǔn)確率達(dá)85.12%,坐標(biāo)定位最大絕對(duì)誤差為5.25 cm,平均絕對(duì)誤差為2.34 cm。
【關(guān)鍵詞】：火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 多余物 譜系聚類 混沌理論 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V43
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究目的和意義10-12
• 1.2 多余物檢測(cè)系統(tǒng)中電磁兼容的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 變頻傳動(dòng)系統(tǒng)的電磁兼容國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 多芯電纜的電磁兼容國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 多余物檢測(cè)方法的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 信號(hào)識(shí)別方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 多余物定位方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 存在的問(wèn)題17-18
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)多余物檢測(cè)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 研究對(duì)象及技術(shù)指標(biāo)19-20
• 2.2.1 研究對(duì)象分析19
• 2.2.2 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)19-20
• 2.3 顆粒碰撞噪聲檢測(cè)原理20-21
• 2.4 系統(tǒng)總體方案21-26
• 2.4.1 檢測(cè)裝置總體方案22-24
• 2.4.2 電磁兼容總體方案24-25
• 2.4.3 檢測(cè)算法總體方案25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)多余物檢測(cè)系統(tǒng)的電磁兼容分析27-42
• 3.1 引言27
• 3.2 變頻傳動(dòng)系統(tǒng)的電磁兼容分析27-35
• 3.2.1 整流橋側(cè)共模電壓28-29
• 3.2.2 逆變器側(cè)共模電壓29-31
• 3.2.3 三相逆變器側(cè)共模電壓濾波器的設(shè)計(jì)31-35
• 3.3 傳感器線纜的電磁兼容分析35-41
• 3.3.1 電容和電感耦合原理35-36
• 3.3.2 有限元方法計(jì)算線纜的分布參數(shù)36-38
• 3.3.3 Maxwell軟件計(jì)算線纜的分布參數(shù)38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 基于聚類分析的多余物信號(hào)和固有機(jī)械信號(hào)識(shí)別方法42-60
• 4.1 引言42
• 4.2 信號(hào)組成42-44
• 4.2.1 多余物信號(hào)42-43
• 4.2.2 固有機(jī)械信號(hào)43
• 4.2.3 電磁干擾信號(hào)43-44
• 4.2.4 背景噪聲44
• 4.3 脈沖聚類算法44-58
• 4.3.1 三門限端點(diǎn)檢測(cè)算法44-46
• 4.3.2 譜系聚類算法46-52
• 4.3.3 PIND信號(hào)譜系聚類52-55
• 4.3.4 聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)差判斷類別屬性55-58
• 4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第5章 基于混沌理論和粒子群BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多余物定位方法60-80
• 5.1 引言60
• 5.2 基于能量特性的通道定位60-62
• 5.3 基于混沌理論的多余物信號(hào)特征提取62-71
• 5.3.1 混沌理論63-64
• 5.3.2 相空間重構(gòu)64-67
• 5.3.3 混沌參數(shù)提取67-71
• 5.4 基于粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的坐標(biāo)定位71-78
• 5.4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)71-73
• 5.4.2 粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)73-75
• 5.4.3 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)確定75-78
• 5.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證78-79
• 5.6 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果88-90
• 致謝90

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本文編號(hào)：737044