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2013年 第33卷 第11期

工程力学
基于B平面参数的行星际小推力轨道制导策略
尚海滨, 金婷, 王帅, 黄翔宇
2013, 33(11): 1101-1106.
摘要(1327) PDF(1261)
摘要:
针对行星际小推力转移轨道制导问题,提出了一种基于目标B平面参数的预测制导方法. 在对推力控制量进行分段参数化基础上,采用序列二次规划算法获得标称转移轨道;然后将分段控制函数系数作为制导参数,以B平面参数为目标约束,通过线性化处理建立目标B平面参数与离散制导参数间的映射关系. 基于微分校正思想,采用分段逐次修正策略实现了制导参数的修正. 以火星探测任务为例,基于蒙特卡洛仿真对本文方法进行了数值验证,结果表明:相比轨道参数方法,利用B平面参数方法的轨道修正次数更少,且制导精度高.
中腹摆弹臂的递归学习输入成形振动抑制方法
胡胜海, 古青波, 彭浩宸, 叶小红
2013, 33(11): 1107-1112,1118.
摘要(1250) PDF(1336)
摘要:
改变传统大口径舰炮旁侧路的复杂供弹模式,提出了一种应用中心单线摆弹机理的中腹供弹方式,针对中腹摆弹机构的动力特性分析,在摆弹臂变形场的描述中计及了纵向变形的二次耦合项,建立了中腹摆弹臂的一次近似刚-柔耦合动力学模型;并提出了基于一次近似理论的递归学习输入成形控制方法,联合PD反馈控制对中腹摆弹臂残余振动的抑制进行了研究,通过对不同射角下中腹摆弹臂残余振动控制的数值仿真,表明递归学习输入成形方法对大变形情况下中腹摆弹臂的振动具有显著的抑制效果.
基于花萼状涡流传感器的损伤监测智能垫片
丁华, 焦胜博, 何宇廷, 杜金强
2013, 33(11): 1113-1118.
摘要(1178) PDF(1024)
摘要:
针对飞机金属螺栓连接结构中螺栓孔孔边裂纹定量监测需求,提出了一种基于花萼状涡流传感器的损伤监测智能垫片,构建智能垫片监测半解析模型,分析垫片材料电磁属性对损伤监测效果的影响,并进行在线监测试验验证分析结果. 半解析模型结果表明,智能垫片各个感应通道的幅值比变化量随垫片磁导率增大而增大,而随垫片电导率增大而减小. 程序载荷谱作用下2A12-T4铝合金试件疲劳裂纹监测试验结果表明,铝合金和不锈钢材料的支撑垫片均能有效实现裂纹损伤的定量监测,但不锈钢材料的智能垫片其监测曲线比铝合金材料的智能垫片平滑,监测效果好. 将各通道幅值比变化曲线中的拐点作为特征点,通道1能够对累积损伤进行监测,通道2,3,4能够对疲劳裂纹扩展长度进行定量监测,监测精度达到1 mm.
日地系统L2点Halo轨道自主天文导航及精度分析
赵书阁, 张景瑞, 张尧
2013, 33(11): 1119-1123,1139.
摘要(1347) PDF(1230)
摘要:
针对运行于日地L2点Halo轨道探测器,给出了质心惯性坐标系和质心旋转坐标系中的探测器运动方程,并建立了以星光角距作为观测量的导航模型,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法解算探测器位置,以Cramér-Rao误差下界(CRLB)为系统可观测度的度量标准分析了不同的状态量和观测量对导航性能的影响. 通过数值仿真发现导航坐标系、主天体、导航恒星数目以及滤波器采样周期等因素对导航性能的影响较大,并依据平动点轨道运动学分析了以上因素对导航精度的影响.
全捷联相控阵雷达导引头隔离度寄生回路研究
王嘉鑫, 林德福, 祁载康, 程振轩
2013, 33(11): 1124-1129.
摘要(1176) PDF(1810)
摘要:
针对全捷联相控阵雷达导引头的隔离度问题,分析了造成隔离度误差的主要原因,建立了隔离度寄生回路模型,通过量纲一化分析了隔离度寄生回路的稳定性和频率特性,利用伴随函数法研究了隔离度寄生回路对比例导引制导系统的影响.结果表明,导引头的不完全解耦和测角误差是产生隔离度问题的主要原因;相比负反馈,正反馈时寄生回路的稳定性对隔离度更敏感,临界失稳频率更接近控制系统频率;隔离度寄生回路将改变比例导引制导系统的性能参数,影响制导精度.
机械工程
大功率氢内燃机增压匹配与参数优化
孙柏刚, 孟凡腾, 刘福水
2013, 33(11): 1130-1134.
摘要(1028) PDF(1931)
摘要:
氢内燃机是氢能源利用的有效方式之一,自然吸气的进气道顺序喷射式氢内燃机的功率密度比传统内燃机低,增压中冷技术是提高氢内燃机动力性能的重要手段. 基于一款9.73 L增压CNG发动机,针对采用氢燃料后的增压匹配难点建立了增压氢内燃机仿真模型,在此基础上完成了氢内燃机增压匹配并对压缩比和进气门开启角度进行了优化. 最终的性能预测结果表明:氢内燃机最大扭矩890 N·m,比增压前提升了1倍,增压后有效热效率提升7%~15%,主要排放物NOx比排放呈降低趋势;参数满足公交车辆对大功率氢内燃机的要求.
车载雷达多车道目标识别及补偿方法
马国成, 刘昭度, 裴晓飞, 王宝锋, 齐志权
2013, 33(11): 1135-1139.
摘要(1147) PDF(2805)
摘要:
为实现自适应巡航控制中雷达多车道目标识别,对雷达坐标系进行转换并依据不同车道对雷达无效信息进行滤除. 通过对本次雷达采样信息及由上一次采样信息获得的预测值进行比较完成目标跟踪. 在不同处理阶段综合采用门限值法、滑动窗口采样及同车道最近原则完成对所需目标的判定. 在弯道行驶工况下利用基准圆心角准则对目标进行位置补偿. 试验证明,所讨论的方法可有效实现多车道目标识别及弯道补偿功能,达到了目标检测要求.
两种驾驶方式构成的异质交通流稳定性研究
杨达, 祝俪菱, 蒲云, 杨飞
2013, 33(11): 1140-1144,1150.
摘要(1129) PDF(2297)
摘要:
对由两种驾驶方式组成的单车道异质交通流的稳定性进行分析和研究. 利用实际数据对两种驾驶方式对应的最优行驶速度车辆跟驰模型及智能驾驶员车辆跟驰模型进行参数标定,使用线性稳定性分析方法获得了异质交通流的稳定性条件,并定义了异质交通流的稳定性函数和驾驶方式的稳定性函数,在此基础上进行了仿真实验. 研究结果表明异质交通流的稳定性受两个关键因素的影响:驾驶方式在交通流中的比例和驾驶方式的稳定性函数. 仿真发现智能驾驶员的驾驶方式比最优行驶速度的驾驶方式具有更好的稳定性. 此外,还获得了在不同的速度下,有关不同驾驶方式比例的稳定性变化曲线.
信息与控制
基于可信度本体模型及不确定性推理的情境感知应用
李慧芳, 张平, 黄鸿, 胡耀光
2013, 33(11): 1145-1150.
摘要(1332) PDF(2240)
摘要:
为增强本体对不确定性知识的表示与推理支持,将可信度方法与本体模型相结合,提出了一种基于可信度的本体建模与不确定性推理方法,根据证据源的可靠性修正知识的可信度值,并通过改进结论不确定性合成方法,使推理结果更加符合客观实际. 家庭远程健康监护系统的应用实例分析表明该方法是可行、有效的.
基于粒子群优化的移动机器人SLAM方法
马家辰, 张琦, 谢玮, 马立勇
2013, 33(11): 1151-1154,1202.
摘要(1661) PDF(2429)
摘要:
针对传统Rao-Blackwellized粒子滤波器存在的粒子消耗问题,提出了一种基于粒子群优化的移动机器人同步定位与制图方法. 该方法在粒子重采样过程中利用粒子群优化算法获得机器人位姿的建议分布,并引入遗传算法中的交叉和变异操作对求得的粒子集进一步优化、调整. 改进后的粒子分布保持了粒子的多样性,有效提高了机器人位姿估计的一致性. 仿真结果表明,本文提出的方法与传统Rao-Blackwellized粒子滤波器相比,能有效解决粒子耗尽问题,使机器人获得更精准的定位和更准确的地图,具有可行性、实用性.
光学与电子
基于传感器网络的无线层析成像方法
刘珩, 王正欢, 卜祥元, 安建平
2013, 33(11): 1155-1160.
摘要(1027) PDF(2047)
摘要:
研究利用无线层析成像方法定位位于由传感器网络构成的区域中的目标. 由于目标的遮挡而造成的阴影衰落使某些节点之间链路的接收信号强度(RSS)剧烈变化,据此建立了RSS的变化和区域内每个像素阴影衰落的线性模型;给出了线性模型的最小均方误差解;采用数据预处理方法消除不同链路阴影衰落的不平衡. 实验结果表明,当用16个节点覆盖4.8 m×4.8 m大小的区域时,该算法对单个目标的平均定位误差仅为0.095 m.
半导体封装测试生产线模型及其调度方法
肖粲俊, 陈禾, 黄俊兵, 姚进
2013, 33(11): 1161-1164,1170.
摘要(1017) PDF(1230)
摘要:
针对成都某工厂半导体封装测试生产线上的调度问题,结合封装测试生产线的特点,建立了以完成加工任务为约束条件,同时考虑设备初始状态和切换时间,以最小化设备的最大运行时间为目标函数的数学模型. 提出了基于自适应并行遗传算法求解半导体封装测试生产线调度的方法,算法同时综合了自适应遗传算法和并行遗传算法的优点. 并对该工厂半导体封装测试生产线上的调度案例结果进行了分析,试验结果表明了该算法的有效性.
能量选择表面材料防护性能研究
张龙, 魏光辉, 胡小锋, 崔耀中, 张勇强
2013, 33(11): 1165-1170.
摘要(1176) PDF(1592)
摘要:
介绍了一种新型电磁屏蔽材料:能量选择表面,分析了其屏蔽原理和结构组成,从理论方面研究了能量选择表面在不同辐照场强下呈现的阻抗及入射场强与透射场强的关系,并对材料在连续波和电磁脉冲作用下的防护性能进行了试验研究. 研究表明,在连续波作用下,材料的防护性能随着辐照场强的增大而增强,并且延迟时间随着辐照场强的增大而减小;在电磁脉冲作用下,屏蔽材料对于脉宽较窄的电磁脉冲不具有防护能力,原因是构成材料的二极管导通存在延迟时间,电磁脉冲的脉宽小于二极管导通延迟时间,并提出了相关解决方案.
基于张量分解模型的语音信号特征提取方法
杨立东, 王晶, 谢湘, 匡镜明
2013, 33(11): 1171-1175.
摘要(1094) PDF(3560)
摘要:
提出了一种通过张量分解提取语音信号特征的方法. 该方法对语音信号进行预处理,然后对每帧语音信号进行小波分解得到不同尺度上的信息,对这些信息提取传统特征参数,构建一个帧结构×分解尺度×特征参数的三阶张量,并经过张量分解得到各阶投影矩阵,从而建立语音信号在高阶空间上的特征体系,以便充分表征语音信号的特征. 实验结果表明,本文提出的方法与传统特征参数体系比较,有利于语音识别系统性能的提高,并且对于带噪语音的识别具有一定的鲁棒性.
PMF-FFT算法中码多普勒频率影响的分析及补偿
罗海坤, 王永庆, 罗雨, 吴嗣亮
2013, 33(11): 1176-1182.
摘要(1310) PDF(2589)
摘要:
针对高动态长时间积累下,码多普勒频率会导致PMF-FFT算法出现码相位走动问题,不利于直扩信号的捕获的问题,推导了码相位走动与积累损失和参数估计偏差的定量关系. 在PMF-FFT算法的基础上,提出利用Keystone变换校正码相位走动,从而补偿码多普勒频率. 仿真结果表明,新算法能有效补偿码多普勒频率,在37 dB/Hz载噪比、10 ms相干积累时间和10-6虚警概率的条件下,单次检测概率达到98%.
基于脉冲描述字的信号调制识别技术研究
江海清, 唐浦钊, 关文硕
2013, 33(11): 1183-1188.
摘要(950) PDF(3722)
摘要:
在同时存在雷达信号和通信信号的复杂信号环境下,基于脉冲描述字(pulse description word,PDW)的信号调制识别技术,利用数字信道化接收机所具备的同时到达信号处理能力,实现了多信号分离. 进而采用瞬时频率分析法和小波变换频域特征分析法,完成了多种雷达信号及通信信号的调制类型识别及参数提取. 仿真实验结果验证了本文方法的有效性.
双直线运动共同作用的图像模糊参数分析
梁炯, 许廷发, 石明珠, 冯亮, 张坤, 倪国强
2013, 33(11): 1189-1192.
摘要(1045) PDF(962)
摘要:
针对单幅由高频简谐振动和匀速直线运动同时模糊的图像,提出了运动参数辨识的方法. 研究中组合参数不同的两种运动模型,仿真了图像的模糊效果,并应用各种算法进行参数辨识. 结果表明,当两种运动的方向不同时,使用倒谱算法能够准确辨识运动角度;在运动角度上,当微分图像的自相关函数上出现2个十分贴近的正负极值点,且它们之间的距离小于4~5个像素点时,该运动方式为高频简谐振动,否则为匀速直线运动;当运动方式确认后,二次Radon变换算法有利于高频振动获得准确的模糊长度;图像微分自相关函数算法则更利于匀速直线运动获得准确的模糊长度.
三维物体抗仿射变换特征匹配方法
王吉晖, 王亚伟, 许廷发, 徐磊, 吴威
2013, 33(11): 1193-1197.
摘要(1377) PDF(2307)
摘要:
为解决三维物体视角变化下的图像匹配问题,提出一种实现三维物体任意仿射变换间的图像匹配方法. 在抗仿射变换的Affine-SIFT算法基础上,提出了多变换矩阵mASIFT(multi Affine SIFT)算法. 使用多平面随机抽样一致性(multi-plane RANSAC,mRANSAC)几何变换约束方法,从描述子粗匹配结果中提取正确匹配对. 比单一变换矩阵方法更加符合目标物体的立体多平面特性,匹配对数普遍是ASIFT的5~9倍. 降低每个单应矩阵的误差阈值,使内点提取中双向变换误差阈值小于3个像素(或2个像素),更有效地剔除误匹配,可计算出更精确的变换矩阵,实现更加准确的匹配.
化工与材料
3,4-二氨基呋咱的乙酰化及酰化产物的硝解
吴敏杰, 陈树森, 金韶华, 李丽洁, 范洪毅
2013, 33(11): 1198-1202.
摘要(1403) PDF(1319)
摘要:
以3,4-二氨基呋咱为反应物,对其酰化反应、酰化产物的硝解反应及其产物的重排分解反应进行了研究. 在对甲苯磺酸的催化下,以3,4-二氨基呋咱为反应物,用乙酸和乙酸酐为酰化试剂分别得到了3-氨基-4-乙酰胺基呋咱和3,4-二乙酰胺基呋咱,反应时间分别为3 h和10 min时产率最大,分别为78%和89%;在硝酸-醋酐硝化体系中对3,4-二乙酰胺基呋咱进行了硝解反应,得到化合物3-乙酰胺基-4-硝酰胺基呋咱,反应温度在0~-5℃时得率较大,为54%;在微量酸存在下,在溶剂四氢呋喃中3-乙酰胺基-4-硝酰胺基呋咱可发生重排分解生成3-乙酰胺基呋咱.
Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金低温动态压缩特性
程焕武, 广文, 薛云飞, 王鲁, 吴琼, 刘娟, 滕军
2013, 33(11): 1203-1206.
摘要(954) PDF(735)
摘要:
通过铜模铸造法制备Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金. 利用分离式霍普金森杆(SHPB),S-4800型扫描电镜等测试分析手段,研究Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金在室温(25℃)和低温下(-40℃)动态压缩特性和断口形貌特征. 结果表明:在动态压缩载荷作用下,Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金抗压强度随载荷增加而降低. 在-40℃低温条件下,动态抗压强度具有低温敏感性. 在室温条件下,Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金断口微观形貌特征主要是脉状花样,伴随裂纹和非晶合金熔化现象;在-40℃ 低温条件下,Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金微观形貌特征主要是鱼骨状花样.
PbxNayYzF2x+y+3z+3m:Erm3+上转换发光粉的低温燃烧合成及表征
卢利平, 孙朋, 张希艳, 张少华
2013, 33(11): 1207-1210.
摘要(1391) PDF(1215)
摘要:
采用低温燃烧合成(LCS)法一步合成了PbxNayYzF2x+y+3z+3m:Erm3+氟化物体系1 550 nm响应的红外上转换发光材料. 通过正交实验研究了4种阳离子影响发光性能的主次关系及最佳配比,研究了燃料用量对晶相形成及上转换发光性能的影响. 采用X射线粉末衍射仪、透射电镜、荧光分光光度计(耦合1 550 nm激光器)等手段对样品的物相、形貌及发光性能进行了测试与表征. 结果表明:阳离子含量对红光发射强度影响的主次关系为Y3+,Pb2+,Na+,Er3+,最佳配比为Pb0.004Na0.003Y0.003F0.032:Er3+0.004. 燃料取2.5倍理论用量时样品的结晶度和发光强度最高.
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