航天控制器多余物检测系统设计

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1、硕士学位论文航天控制器多余物检测系统设计DESIGNONREMAINDERDETECTIONSYSTEMFORAEROSPACECONTROLLER张坤哈尔滨工业大学2012年7月国内图书分类号：TM581.4学校代码：10213国际图书分类号：681.581.56密级：公开硕士学位论文航天控制器多余物检测系统设计硕士研究生：张坤导师：翟国富教授申请学位：全日制工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:

2、TM581.4U.D.C:681.581.56DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNONREMAINDERDETECTIONSYSTEMFORAEROSPACECONTROLLERCandidate：ZhangKunSupervisor：Prof.ZhaiGuofuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：

3、SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要航天控制器是在卫星和火箭等航天飞行器的点火、通信、导航和显示等电子系统中发挥控制作用的航天电子设备，其可靠性直接影响航天系统的可靠性。在航天控制器的生产、加工、装配、运输和调试等各个环节均有可能引入导线皮、金属屑、焊锡渣、

4、芯片壳和硅胶渣等多余物，这些多余物对航天控制器的可靠性造成严重威胁。为了提高航天控制器的可靠性，本文对航天控制器多余物检测系统展开深入研究。目前，国内外对电子元器件多余物检测的研究取得了大量成果，但专门针对航天控制器多余物检测的研究至今未见报道。2010年推出的MORET-300型航天电子设备多余物检测系统，采用手摇式转台驱动负载，主要存在两大缺点：(1)不能给负载提供较大加速度，多余物检测精度低；(2)不能实现转台的自动控制，试验条件受人工因素影响大。本文对MORET-300型检测系统的手摇式

5、转台进行改进，选择电机和设计传动机构实现转台的自动控制，然后根据航天控制器多余物信号的特点进行系统硬件设计和软件设计，实现多余物的有无检测。硬件设计主要包括：(1)选择声发射传感器和加速度传感器对声音信号和加速度信号进行转换；(2)设计声音信号调理电路和加速度信号调理电路对声音信号和加速度信号进行调理；(3)设计数据采集电路对声音信号和加速度信号进行采集，并传输至上位机。软件设计主要包括：(1)使用C语言和Verilog语言进行下位机软件设计，实现电机调速、数据采集、数据存储和数据传输；(2)使

6、用VC++和MATLAB进行上位机软件设计，实现数据采集、存储、算法处理、实时显示和打印等功能。航天控制器多余物信号是非线性非平稳信号，鉴于希尔伯特-黄变换在处理非线性非平稳信号方面的优势，本文提出基于希尔伯特-黄变换的航天控制器多余物检测方法。该方法首先对多余物信号进行经验模态分解，求出各阶固有模态函数和残差，然后对固有模态函数进行希尔伯特变换求得信号的希尔伯特边际谱，最后通过希尔伯特边际谱对信号进行特征分析，从而实现多余物有无检测。经过试验验证，本文所研制的检测系统，其多余物有无检测准确率大

7、于90%，金属和非金属多余物分辨率均达到设计指标。关键词：航天控制器；多余物检测；自动控制；希尔伯特-黄变换-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAerospacecontrollerisonekindofaerospaceequipments.Itplaysacentralroleintheignitionsystem,communicationsystem,guidedsystemanddisplaysystemofsatellitesandrockets.Itsreliabi

8、lityisveryimportantforthereliabilityofaerospacesystem.There’salotoflinkthatcanbringintheremainders,suchasproduction,manufacture,transportationanddebugging.Theseremaindersposeaseriousthreattothereliabilityofaerospacecontroller.Toimprovethereliabilityo