星载单机多余物检测系统的研究

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1、硕士学位论文星载单机多余物检测系统的研究RESEARCHONREMAINDERDETECTIONSYSTEMFORAEROSPACEELECTRONICEQUIPMENTS邢通哈尔滨工业大学2013年6月国内图书分类号：TP27学校代码：10213 国际图书分类号：681.581.56密级：公开工学硕士学位论文星载单机多余物检测系统的研究硕士研究生：邢通导师：李凤阁申请学位：工学硕士学科：电机与电器所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2013年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP27 U.D.C:6

2、81.581.56DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringRESEARCHONREMAINDERDETECTIONSYSTEMFORAEROSPACEELECTRONICEQUIPMENTSCandidate：XingTong Supervisor：LiFengge AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringandAutomationAffiliation：Dep.ofElec

3、tricalEngineering DateofDefence：June,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要星载单机是安装于人造卫星、空间站、航天飞机，用于完成测量、控制、计算、通信等任务的功能性部件，是航天系统的重要组成。星载单机的可靠性直接决定了航天系统的稳定性和运行寿命，内部存在多余物是其失效的主要因素之一。开展星载单机多余物自动检测系统的研究对提高航天系统的可靠性具有重大意义。本文借鉴微粒碰撞噪声检测（PI

4、ND）法，结合被测设备特点，对星载单机多余物检测系统进行了深入研究。针对星载单机体积大、结构复杂，采用传统检测方式测试准确率低的问题。本文深入分析传统PIND方法、被测设备和典型信号特点，确定系统总体方案。采用大功率振动台为检测提供力学条件，在不同位置使用多传感器采集微粒碰撞噪声信号，结合后续算法从信号源头提高多余物检测精度；将声音脉冲传输至上位机，通过上位机算法实现多余物有无自动检测和多余物材质的自动判别。针对PIND停留在半自动化的问题，本文研究自适应阈值的脉冲提取方法、脉冲匹配及最优脉冲提取方法对数据进行预处理；提出四通道脉冲强

5、度趋势一致性算法以区分多余物信号及组件信号，自动判断多余物有无；同时对多余物信号时域、频域特点展开研究，提取可有效反映多余物材质特性的特征，在大量试验后对神经网络进行训练，实现多余物材质特性的自动判别。多余物有无判别准确度大于80%，多余物材质识别准确率大于70%。为满足试验现场需求，本文设计了星载电子单机多余物自动检测设备。分析噪声传播机理，设计专用卡具隔离振动台噪声；设计微弱信号放大电路、四通道高速数据采集卡，将多余物声音脉冲传输至上位机以供后续分析；采用VC++与MATLAB混合编程的方式编写上位机软件，实现数据的显示、保存和回

6、放，将算法研究实用化，实现多余物有无及材质的自动判别。本文的研究对提高航天器的运行寿命和性能具有重要的理论意义和实用价值，所取得的成果还可以拓展应用其他航天电子装置的可靠性检测领域。关键词：星载单机；多余物；微粒碰撞噪声检测；多传感器；特征提取-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAerospaceelectronicequipmentsinstalledonthesatellite,spacestation,spaceshuttle,areusedtocompletethemeasurement,control,com

7、puting,communicationsandothertasksoffunctionalpartswhicharetheimportantcomponentsofaerospacesystems.Aerospaceelectronicequipments’reliabilitydeterminestheaerospacesystemstabilityandoperationallife.Thelooseparticleintheaerospaceelectronicequipmentisoneofmaininfluencefact

8、orsforreliability.Researchingonlooseparticlesdetectionsystemforaerospaceelectronicequipmentshasagreatsignifica