基于数字双胞胎技术的FAST主动反射面故障预测和健康管理方法研究
结题报告
批准号:
11973006
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
李庆伟
学科分类:
射电天文技术和方法
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
李庆伟
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中文摘要
五百米口径球面射电望远镜(FAST)即将正式运行。FAST进入正式运行阶段后,其运行维护工作将成为运营工作的重中之重。由于FAST主动反射面的独特性,完全采用传统的定期检修+事后维修的维护模式不仅耗费巨大,而且也不能有效避免主动反射面在运行过程中的潜在风险。因此,必须为FAST主动反射面寻求一种既安全可靠又经济高效的运行维护技术。.本项目将采用目前最先进的数字双胞胎技术,构建FAST主动反射面的数字双胞胎,进而发展一种可视情维修的故障预测和健康管理(PHM)系统。该系统通过对数字双胞胎模型的实时分析,评估FAST主动反射面运行中的面型精度和应力安全状况。通过对存储的面型精度和应力历史数据的统计分析,预测主动反射面面型精度的发展趋势,以及反射面中钢索的疲劳寿命,实现对FAST主动反射面的视情维修。该系统将可有效保障FAST主动反射面的健康安全运行,大大提高维护效率,大幅降低维护费用。
英文摘要
The Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) will run normally soon. Once it works normally, operation and maintenance of FAST will be the most important task. The specificity of the FAST active reflector makes the traditional maintenance which combines routine inspection with preventive maintenance not only expensive, but also unable to effectively avoid the potential risk in operation. Therefore, it is necessary to develop an economical and reliable operation and maintenance technology for the FAST active reflector. .In this project the most advanced Digital Twin(DT) technology will be used to construct the DT of the FAST active reflector, and then a Prognostics and Health Management (PHM) system is developed that can achieve Condition Based Maintenance(CBM) of the FAST active reflector. Through the real-time finite element analysis of the DT model, the current surface accuracy and Stress Safety of the FAST active reflector in operation are evaluated. The variation of the surface accuracy and the fatigue life of the steel cables of the active reflector are predicted by the statistical analysis of stored surface accuracy and historical stress data. Hence CBM of the FAST active reflector is realized. The PHM system developed in this project effectively guarantees the healthy and safe operation of the FAST active reflector, greatly improves the maintenance efficiency and reduce its maintenance cost.
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DOI:10.3390/sym15111965
发表时间:2023-10
期刊:Symmetry
影响因子:--
作者:De-Xiu Mo;Hong-Nan Li;Qing-Wei Li
通讯作者:De-Xiu Mo;Hong-Nan Li;Qing-Wei Li
DOI:--
发表时间:2022
期刊:清华大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:张宁远;罗斌;沈宇洲;姜鹏;李辉;李庆伟
通讯作者:李庆伟
DOI:--
发表时间:2023
期刊:振动工程学报
影响因子:--
作者:付兴;孙思源;李宏男;李庆伟;李辉;任亮
通讯作者:任亮
DOI:10.3390/app12010332
发表时间:2021-12
期刊:Applied Sciences
影响因子:--
作者:Yuzhou Shen;B. Luo;Peng Jiang;Mingmin Ding;Qingwei Li;Yang Wei
通讯作者:Yuzhou Shen;B. Luo;Peng Jiang;Mingmin Ding;Qingwei Li;Yang Wei
DOI:--
发表时间:2022
期刊:清华大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:李庆伟;李辉;姜鹏;姚蕊;潘高峰
通讯作者:潘高峰
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