Автоматизация процесса формирования режимов испытаний космического аппарата по результатам анализа натурных измерений

• Автор: Орлов, Виктор Сергеевич
• Шифр специальности: 05.07.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание
Введение
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ АНАЛИЗА НАГРУЗОК НА КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, ТРАНСПОРТИРУЕМЫЕ САМОЛЕТАМИ ИЛ
1.1 Нагрузки, действующие на самолет и груз
1.2 Обзор методов аналитической оценки уровней нагружения КА при
транспортировании
1.3 Обзор методов летных измерений
1.4 Обзор методов обработки и анализа данных
2 АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ СТАТИСТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
2.1 Классификация случайных процессов
2.1.1 Стационарные случайные процессы
2.1.2 Нестационарные случайные процессы
2.2 Основные характеристики случайных процессов
2.3 Характеристики ошибок
2.4 Сбор и обработка данных
2.4.1 Сбор данных
2.4.2 Регистрация данных
2.4.3 Подготовка данных
2.4.4 Оценивание основных свойств случайного процесса
2.5 Анализ данных
2.5.1 Анализ отдельных реализаций
2.5.2 Анализ совокупности реализаций
2.5.3 Анализ стационарных случайных процессов
2.5.4 Анализ нестационарных случайных процессов
2.5.5 Обработка нестационарных случайных процессов с использованием алгоритмов
вейвлет-анализа
2.6 Построение алгоритмов разделения данных на стационарные и нестационарные
составляющие
2.7 Регрессионный анализ данных
2.8 Имитационное моделирование
2.8.1 Принципы моделирования
2.8.2 Технология моделирования
2.9 Разработка модели нагружения КА
2.9.1 Разработка стохастической модели нагрузки
2.9.2 Методика построения модели нагружения КА в виде спектральной плотности
мощности виброускорения и ударного спектра ускорений
2.10 Методика форсирования режимов испытаний
3 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
3.1 Функциональная модель объекта
3.2 Проблемы хранения временных рядов
3.3 Модели хранения временных рядов
3.3 Л Использование реляционной модели
3.3.2 Использование объектно-ориентированной модели
3.3.3 Использование объектно-реляционной модели
3.4 Выбор СУБД и модели хранения
3.5 Структура базы данных

З.б Структура информационной системы
4 АНАЛИЗ НАГРУЗОК НА КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, ТРАНСПОРТИРУЕМЫЕ САМОЛЕТАМИ ИЛ
4.1 Регистрация нагрузок при транспортировании КА самолетами Ил
4.1.1 Методика и средства регистрации нагрузок
4.1.2 Методика и средства предварительной обработки результатов измерений
4.2 Обработка данных по результатам транспортирования КА самолетами Ил
4.2.1 Методика обработки результатов измерений
4.2.2 Анализ результатов измерений
4.3 Построение имитационных моделей нагрузок при транспортировании
4.3.1 Случаи взлёта и посадки
4.3.2 Крейсерский полет
4.4 Анализ достаточности объема измерений
4.5 Формирование режимов нагружения космических аппаратов при транспортировании
самолетами Ил
4.5.1 Крейсерский полет
4.5.2 Набор высоты и заход на посадку
4.5.3 Случаи взлёта и посадки
4.5.4 Форсированные режимы нагружения
4.6 Сравнение разработанных режимов испытаний и рекомендованных разработчиком
самолета
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Транспортирование космических аппаратов (КА) от завода-изготовителя до полигона запуска является одним из этапов натурной эксплуатации КА. В последнее время авиационная транспортировка стала основным видом доставки космических аппаратов (КА) от завода-изготовителя до полигона запуска. Транспортирование выполняется в большинстве случаев самолетами Ил-76 (наиболее распространенным транспортным самолетом в России). Вместе с тем авиационное транспортирование КА до сих пор остается наименее исследованным видом транспортирования. Это объясняется с одной стороны недостаточностью информации о нагрузках, действующих на самолет и груз в процессе эксплуатации, а с другой стороны сложностью расчетной оценки и воспроизведением их в лабораторных условиях.
Оценка прочности КА к условиям транспортирования может проводиться расчетными, экспериментальными или комбинированными методами. Но для любого способа оценки требуется знать нагрузки, действующие на КА.
Внешние воздействия при расчетах, обычно, принимаются из нормативнотехнической документации, разрабатываемой для каждого типа транспортного средства. Вместе с тем следует отметить, что в нормативно-технической документации приводится оценка максимально возможного нагружения транспортируемого груза и самого транспортного средства для наихудших условий эксплуатации, часто являющиеся завышенными для специальных грузов, т.к. не учитываются особенности перевозок грузов (возможные ограничения по погодным условиям, крепление, качеству аэродромов и т.д.). Следует отметить, что для самолета Ил-76 за 30 лет с начала эксплуатации никаких изменений и уточнений режимов нагружения грузов не проводилось.
Экспериментальные исследования нагрузок связаны с необходимостью проведения длительной регистрации (в течение 5-6 часов полета) в широком частотном диапазоне (для Ил-76 не менее 1-310Гц) многоканальной аппаратурой с автономными источниками питания с последующей автоматизированной
2.5.5 Обработка нестационарных случайных процессов с использованием алгоритмов вейвлет-анализа.
Термин вейвлет - преобразование объединяет два вида преобразований: прямое и обратное, которые соответственно переводят исследуемую функцию :Г(х) в набор вейвлет — коэффициентов '\'гч<(а,Ь)£(х) и обратно [33,61,62].
Прямое вейвлет - преобразование осуществляется согласно правилу
а,Ь - параметры, определяющие соответственно масштаб и смещение функции р, называемой анализирующим вейвлетом. С7 - нормировочный множитель. Интегрирование ведется по всей числовой оси. Базисный вейвлет р образует
коэффициентов ¥>р(а,Ь)1‘(х) можно восстановить вид исходной функции 1’(х).
Прямое и обратное преобразования зависят лишь от некоторой функции ц/(х), называемой базовым вейвлетом. Практически единственным ограничением на его выбор является условие конечности нормировочного множителя.
Этому условию удовлетворяет множество функций, поэтому всегда найдется вейвлет наилучшим: образом подходящий для решения конкретной задачи. Фурье
образ вейвлета равен 0 при нулевой частоте, т.е. ф(пт)|и=0 = 0 или ф{х)с1х = 0.
• Гауссовые вейвлеты Известно множество базовых вейвлетов, при этом члены любого семейства ДОЛЖНЫ удовлетворять условию ДЛЯ Сф. Семейство вейвлетов с нулевыми
посредством растяжений и сдвигов семейство
Имея набор