航天電子裝置多余物檢測(cè)與材質(zhì)識(shí)別方法研究.pdf

1、航天電子裝置是由各種基礎(chǔ)性元器件、線路板、連接器及導(dǎo)線等裝配一體，實(shí)現(xiàn)特定功能的密封式電子模塊或電子設(shè)備，是國防武器裝備系統(tǒng)和航天型號(hào)的重要組成部分，其內(nèi)部存在的多余物顆粒是影響其性能和可靠性的主要原因之一。本文針對(duì)航天電子裝置多余物檢測(cè)存在的問題展開研究，旨在實(shí)現(xiàn)多余物自動(dòng)檢測(cè)、提高多余物檢測(cè)準(zhǔn)確度和材質(zhì)識(shí)別正確率。
　　針對(duì)航天電子裝置多余物檢測(cè)設(shè)備極為落后，且對(duì)其需求極為迫切的現(xiàn)狀，基于顆粒碰撞噪聲檢測(cè)(Particle I

2、mpact Noise Detection, PIND)原理，提出航天電子裝置多余物自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案；采用轉(zhuǎn)臺(tái)激勵(lì)方式，建立轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的仿真模型和動(dòng)力學(xué)模型，確定了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，首次實(shí)現(xiàn)了航天電子裝置多余物檢測(cè)應(yīng)力的可控可變施加；兼顧多余物有無檢測(cè)和材質(zhì)識(shí)別，采用寬帶高靈敏度聲發(fā)射傳感器感測(cè)碰撞聲音信號(hào)，設(shè)計(jì)了3個(gè)可變模式聲發(fā)射傳感器檢測(cè)通道和1個(gè)加速度傳感器信號(hào)檢測(cè)通道，利用高速數(shù)據(jù)采集電路全程采集PIND試

3、驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)航天電子裝置多余物的自動(dòng)檢測(cè)，為多余物檢測(cè)方法和材質(zhì)識(shí)別方法研究構(gòu)建了試驗(yàn)平臺(tái)。
　　針對(duì)航天電子裝置體積大，聲發(fā)射傳感器信號(hào)衰減畸變嚴(yán)重的問題，基于發(fā)射波傳播機(jī)理，建立多傳感器最優(yōu)安裝位置模型，確定3個(gè)聲發(fā)射傳感器最優(yōu)安裝位置；提出基于多傳感器數(shù)據(jù)層融合的航天電子裝置多余物檢測(cè)方法，應(yīng)用同構(gòu)傳感器對(duì)同源信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)的相關(guān)性，分配數(shù)據(jù)融合權(quán)值，有效抑制各類干擾信號(hào)；提出基于小波包變換的背景噪聲消除方法，利用小波包分解的

4、全頻帶信號(hào)細(xì)分功能，可有效消除通頻帶以外的系統(tǒng)背景噪聲，提高了信號(hào)的信噪比。實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的航天電子裝置多余物檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)0.5mg以上多余物進(jìn)行有效檢測(cè)，準(zhǔn)確度達(dá)到87％。
　　針對(duì)可用多余物材質(zhì)特征提取的信號(hào)有限、有效描述多余物材質(zhì)特征難度大等問題，基于可變模式的聲發(fā)射傳感器信號(hào)調(diào)理電路，同步采集3個(gè)聲發(fā)射傳感器信號(hào)和1個(gè)加速度傳感器信號(hào)用于多余物材質(zhì)特征提取，首次全面利用聲發(fā)射傳感器信號(hào)和加速

5、度傳感器信號(hào)；提出基于希爾伯特-黃變換的多余物材質(zhì)特征提取方法，從聲發(fā)射傳感器信號(hào)和加速度傳感器信號(hào)的多個(gè)角度提取了內(nèi)固模態(tài)函數(shù)相關(guān)系數(shù)序列、希爾伯特譜質(zhì)心向量和能量分布向量，綜合利用檢測(cè)系統(tǒng)各個(gè)傳感器信號(hào)，較為全面地描述了多余物材質(zhì)特征信息，為多余物材質(zhì)識(shí)別奠定了研究基礎(chǔ)。
　　針對(duì)航天電子裝置多余物材質(zhì)特征模式復(fù)雜、有效識(shí)別難度大等問題，提出多傳感器同類特征量特征層融合方法，將多個(gè)傳感器的特征量融合成2個(gè)特征矩陣和1個(gè)特征張量