航天電子裝置多余物檢測與材質(zhì)識別方法研究.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。本文針對航天電子裝置多余物檢測存在的問題展開研究，旨在實現(xiàn)多余物自動檢測、提高多余物檢測準(zhǔn)確度和材質(zhì)識別正確率。
　　針對航天電子裝置多余物檢測設(shè)備極為落后，且對其需求極為迫切的現(xiàn)狀，基于顆粒碰撞噪聲檢測(Particle I

2、mpact Noise Detection, PIND)原理，提出航天電子裝置多余物自動檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計方案；采用轉(zhuǎn)臺激勵方式，建立轉(zhuǎn)臺運動的仿真模型和動力學(xué)模型，確定了傳動機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，首次實現(xiàn)了航天電子裝置多余物檢測應(yīng)力的可控可變施加；兼顧多余物有無檢測和材質(zhì)識別，采用寬帶高靈敏度聲發(fā)射傳感器感測碰撞聲音信號，設(shè)計了3個可變模式聲發(fā)射傳感器檢測通道和1個加速度傳感器信號檢測通道，利用高速數(shù)據(jù)采集電路全程采集PIND試

3、驗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)航天電子裝置多余物的自動檢測，為多余物檢測方法和材質(zhì)識別方法研究構(gòu)建了試驗平臺。
　　針對航天電子裝置體積大，聲發(fā)射傳感器信號衰減畸變嚴重的問題，基于發(fā)射波傳播機理，建立多傳感器最優(yōu)安裝位置模型，確定3個聲發(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方法，應(yīng)用同構(gòu)傳感器對同源信號測量數(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；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、全頻帶信號細分功能，可有效消除通頻帶以外的系統(tǒng)背景噪聲，提高了信號的信噪比。實驗表明，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方法可以實現(xiàn)對0.5mg以上多余物進行有效檢測，準(zhǔn)確度達到87％。
　　針對可用多余物材質(zhì)特征提取的信號有限、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)射傳感器信號調(diào)理電路，同步采集3個聲發(fā)射傳感器信號和1個加速度傳感器信號用于多余物材質(zhì)特征提取，首次全面利用聲發(fā)射傳感器信號和加速

5、度傳感器信號；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)射傳感器信號和加速度傳感器信號的多個角度提取了內(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，綜合利用檢測系統(tǒng)各個傳感器信號，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)識別奠定了研究基礎(chǔ)。
　　針對航天電子裝置多余物材質(zhì)特征模式復(fù)雜、有效識別難度大等問題，提出多傳感器同類特征量特征層融合方法，將多個傳感器的特征量融合成2個特征矩陣和1個特征張量