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吴旭忠, 唐胜景, 郭杰, 朱大林

2014, 34(3): 221-225.

摘要(1757) PDF(1155)

摘要:
采用间接法，以总气动热载荷最小为优化目标，对Apollo型飞行器的月球返回再入轨迹进行优化，同时考虑关于热流密度的二阶状态变量约束. 为了克服基于解决多点边值问题的打靶算法的收敛域小，难以猜测初值以及需预先知道约束结构的难点，提出一种结合自动判断约束结构和初始化对应打靶方程技术的同伦方法. 将一个较简单的无状态约束最优控制问题逐渐过渡到需解决有约束的最优控制问题以完成轨迹优化求解. 数值算例表明，使用该同伦方法可以有效地满足月球返回飞行器最优初始再入段的状态变量约束.

BTT控制回路匹配性对制导脱靶量影响研究

温求遒, 孙毓凯, 夏群利

2014, 34(3): 226-230,236.

摘要(1059) PDF(935)

摘要:
针对BTT导弹俯仰及滚转通道驾驶仪不同速度匹配关系对制导回路脱靶量的影响问题，以BTT-90逻辑及比例导引律为基础，通过对控制回路的合理简化及对BTT指令转换和运动学关系的非线性建模，构建了体现BTT控制特性的比例导引制导原理模型. 以初始速度指向偏差及目标常值机动分别表征对静止及运动目标攻击条件，分析了在不同末导时间下俯仰-滚转通道快速性及其匹配关系对制导脱靶量的影响. 分析结果表明，BTT用于末制导时，俯仰与滚转驾驶仪之间相对更慢的回路决定了整个控制系统等效响应速度；制导回路脱靶量收敛至0的必要条件是末导时间大于10倍控制系统动力学时间常数；提高滚转回路响应速度并使之快于俯仰回路，是保证制导脱靶量的关键；在相同可用加速度和俯仰回路响应速度条件下，仅当滚转通道速度为俯仰的5倍时，BTT制导脱靶量才接近于STT.

汽车后桥缩径-胀形工艺的仿真分析

荣吉利, 冯志伟, 项大林, 李健, 李彬

2014, 34(3): 231-236.

摘要(1393) PDF(968)

摘要:
针对汽车后桥的缩径-胀形工艺，为得到合理的胀形加载路径，在缩径实验的基础上，使用ABAQUS软件对缩径-胀形工艺进行了数值仿真，确定了仿真过程中的边界条件以及加载方式，分析了不同的加载路径对成形过程的影响，考察了液压胀形的主要工艺参数，即液压与轴向进给量对成形过程的影响，得到了合理的加载路径. 仿真结果表明，缩径仿真结果与实验结果较为吻合；第1次胀形取胀形压力为常压47 MPa，第2次胀形取多线性加载路径，所得桥壳外形和尺寸较为理想；在第2次胀形时进行退火处理，胀形桥壳应力分布更为均匀，所需胀形压力也较小.

封闭方腔自然对流的涡结构和传热特性

胡俊, 黄灿, 何建东

2014, 34(3): 237-240,303.

摘要(1259) PDF(1773)

摘要:
为研究封闭方腔自然对流的涡结构和传热特性，对普朗特数，Pr=0.71，方腔高长比A=H/L=1，瑞利数Ra=1.58×10⁹的二维封闭方腔自然对流进行了直接数值模拟. 给出了水平边界层发展阶段和垂直边界层转捩阶段的流场结构以及Nu数分布. 结果表明，压力梯度对方腔的水平速度变化起着决定性的作用；高Ra数下的自然对流在逆压梯度作用下水平方向形成一系列的涡，这些涡使得水平边界层流动形成分层结构；壁面Nu数与速度梯度∂v/∂y有着密不可分的关系.

一种平面并联机构位置正解分析的共形几何代数及Sylvester结式方法

张忠海, 李端玲

2014, 34(3): 241-244.

摘要(1685) PDF(1003)

摘要:
研究一种平面并联机构位置正解分析的共形几何代数建模方法和改进的Sylvester结式消元求解方法. 基于含有未知参数的5维共形空间的点表示，提出了位置正解分析的共形几何代数建模方法. 提出了一种改进的Sylvester结式消元方法，即冗余因子消去法，求出了能得到准确解的一元6次方程. 通过一个数值实例，得出了这个机构位姿的无增无漏的6组解，验证了所提出方法的正确性和有效性.

非圆胀圈型密封环的设计方法与性能分析

刘博, 金浩, 周平, 吴承伟, 李洪武, 孙占春

2014, 34(3): 245-249.

摘要(1290) PDF(738)

摘要:
为解决重载车辆中由于胀圈密封失效而导致的传动系统故障问题，提出通过胀圈的非圆设计减小辅助密封面和接口处漏率，并减小胀圈失稳破坏的可能性，以提高胀圈密封的可靠性和使用寿命. 分别通过基于曲梁解的理论解析和有限元数值模拟方法分析了胀圈装配状态下的受力与变形情况，计算出可以实现辅助密封面理想贴合的非圆胀圈的外轮廓曲线，讨论了解析方法的适用范围和接口形式对非圆线形的影响. 通过对胀圈变形和受力状态的有限元分析，发现非圆胀圈的密封间隙和漏率明显减小，密封性能显著提高.

集装箱货车高速侧风行驶稳定性分析

谷正气, 贺桂敏

2014, 34(3): 250-254.

摘要(1181) PDF(1206)

摘要:
探讨一种将汽车空气动力学与系统动力学相结合的方法，开展了侧风对高速行驶集装箱货车行驶稳定性的影响研究. 采用数值模拟方法得出3~7级侧风下，集装箱货车在常用车速及极限车速下的气动力及气动力矩的变化规律，并通过将一系列Step函数添加到Adams/car软件建立的系统动力学模型中进行行驶安全性分析. 选取侧向位移和偏折角作为评价的指标. 研究结果表明侧风为7级时，集装箱货车的速度应保持在80 km/h以内；侧风为6级时，速度应保持在100 km/h以内，才能保证其行车安全.

缸内直喷汽油机低速混合气形成过程研究

尉庆国, 尤国栋

2014, 34(3): 255-260.

摘要(1337) PDF(1692)

摘要:
通过Hydsim搭建的多孔喷油器一维仿真模型分析了针阀开启与关闭阶段喷油参数的变化，并使用FIRE软件对15 MPa喷油压力下的定容室喷雾进行了数值模拟及模型标定. 在此基础上，以一涡轮增压缸内直喷汽油机为研究对象，对比数值模拟与实验结果，分析了滚流比及喷油时刻对低速工况缸内混合气形成过程的影响. 结果表明，对2000 r/min全负荷工况，采用较高滚流比可增强缸内气流运动，促进燃油快速蒸发并形成更加均匀的混合气，而适当的喷油时刻可减少燃油碰壁，改善混合气浓度分布，从而更利于燃烧及发动机性能的提升.

多层感知器自监督在线学习非结构化道路识别

龚建伟, 叶春兰, 姜岩, 熊光明

2014, 34(3): 261-266.

摘要(1445) PDF(1333)

摘要:
针对智能车辆非结构化道路识别中存在的环境自适应性和在线学习算法实时性问题，提出了一种结合多线程技术和多层感知器自监督在线学习技术的道路识别算法. 通过识别结果在线自动更新训练集，并利用评估函数判断是否触发重训分类器，确保当前分类器对行驶道路环境的有效识别. 同时，算法中道路图像采集、分类器训练、训练集更新、分类器识别等计算操作分别在各自线程中实现，利用信号量对数据流进行同步互斥，优化计算资源，充分利用了多层感知器分类计算快的特点，并克服其训练耗时问题. 实际道路检测实验结果表明，算法具有较好的自适应性及实时性，能够满足智能车辆非结构化道路导航需求.

串联电传动履带推土机功率跟随控制策略研究

宋强, 曾普, 王红

2014, 34(3): 267-272.

摘要(1632) PDF(1044)

摘要:
分析了发动机与发电机组及超级电容工作特性，建立了串联式电传动履带推土机发动机-发电机组和超级电容的数学模型，提出了一种基于最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略. 通过发动机及发电机的台架试验数据建立系统各部件的仿真模型，对提出的控制策略进行仿真验证，并分析了燃油经济性. 结果表明，在设定的推土机作业工况下，与传统机械结构的原型机相比，采用最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略节油率达22.3%.

一种新型压电加速度传感器研究

于润祥, 石庚辰, 隋丽, 王亚军

2014, 34(3): 273-276.

摘要(1290) PDF(740)

摘要:
针对大长径比弹丸高速侵彻中刚体过载信号与高频振动信号混叠带来目标难以识别的问题，研究一种具有开关特性的压电加速度传感器；建立了该传感器的力学模型并对其特性进行了研究. 利用相对比较法对新型加速度传感器及普通加速度传感器进行了冲击试验. 实验测试结果表明，所设计的压电加速度传感器可衰减高频振动信号，有利于侵彻过程中目标信息的获取与识别.

一种基于落角约束的偏置比例导引律

高峰, 唐胜景, 师娇, 郭杰

2014, 34(3): 277-282.

摘要(1333) PDF(1747)

摘要:
为增大反坦克导弹的命中落角，提高毁伤效果，建立了击顶弹道末制导段的弹目相对运动模型，提出了一种基于落角约束的偏置比例导引律，并研究了落角约束对导引律法向过载的影响，通过设计盲区控制方案减小了命中点法向过载，最后基于导引弹道仿真与传统比例导引律以及两种其它类型的改进比例导引律进行了仿真比较. 仿真结果表明，该偏置比例导引律控制落角能力较强，同时具有较高的命中精度.

单一多径环境下GPS载波跟踪误差建模与分析

程兰, 陈杰, 谢刚

2014, 34(3): 283-288.

摘要(1277) PDF(976)

摘要:
为研究伪码多径误差对载波多径误差的影响，文中分析了采用非相干早码减晚码功率型伪码跟踪环时Costas载波跟踪环的载波多径误差，并建立了单一多径下的载波多径误差模型. 所建立的模型表明伪码多径误差对载波多径误差的影响可以表示为多径参数和相关间距对载波多径误差的影响. 理论和仿真分析结果表明，单一多径下载波平均跟踪误差为0，且当相关间距小于一个码片时，载波跟踪误差最大值小于π/2；多径参数对载波跟踪误差的影响较大，而相关间距对载波跟踪误差的影响较小.

武器目标分配问题的离散差分进化算法

张春美, 陈杰, 辛斌

2014, 34(3): 289-293,321.

摘要(1380) PDF(1669)

摘要:
提出一种新的求解静态武器目标分配问题的离散差分进化算法. 采用整数排列建立武器-目标分配对，作为离散差分进化算法的初始个体；并通过取模运算对溢出取值范围的解向量进行修正，将其转化到解的搜索区域内，从而对差分变异算子进行设计. 同时，提出相应的交叉策略，得到可行的武器目标分配对. 在交叉过程中，保留目标向量与试验向量中相同的分配对，得以很好地利用上一代的分配结果. 在删除重复数和重新插入整数时，为了避免倾向性，生成随机排列，保证对数据处理的公平性. 实验结果表明，提出的离散差分进化算法在收敛性和求解质量方面均优于另外2种典型的离散差分进化算法，很好地实现了武器目标分配问题的有效求解.

高位灰度图像假彩色显示方法研究

陈振跃, 王霞, 张明阳, 金伟其

2014, 34(3): 294-298.

摘要(1314) PDF(2216)

摘要:
传统的灰度级压缩算法存在无法自动识别感兴趣灰度范围，并且经过压缩后图像必然丢失一部分信息的问题. 文中针对高位灰度图像提出了一种假彩色显示的方法，对高位图像的灰度级采样，并映射到HSV颜色空间中H通道；压缩图像灰度级使其包含在0~255内，并将其映射到V图层；对图像进行归一化处理，并将其映射到S图层；最后将图像从HSV颜色空间转换到RGB颜色空间进行显示. 主观和客观评价结果显示，该方法能最大限度显示高位图像包含的细节.

基于FPGA的卫星导航抗干扰处理器设计

王达伟, 李加琪, 吴嗣亮, 王菊

2014, 34(3): 299-303.

摘要(1257) PDF(1083)

摘要:
为在现场可编程门阵列（FPGA）内实现整个数字抗干扰系统的功能，需要复用片内资源，设计了一种复浮点处理器（complex floating point processing unit， CFPU），简化了抗干扰算法在FPGA内实现的资源复用策略，使用了较少的硬件资源，解决了硬件资源紧张问题. 仿真结果表明，当求解同一方程时，CFPU和 TMS320C6713的单精度计算结果仅有微小差别，92 MHz和176 MHz的CFPU相对于200 MHz工作频率的TMS320C6713分别有53.5和78.0倍的计算速度. 室外实测抗干扰处理器有很好的抗干扰能力.

一种补偿因子区域不变的CS成像算法

闫雯, 陈禾, 谢宜壮, 刘小宁

2014, 34(3): 304-309.

摘要(1460) PDF(858)

摘要:
为提高星载合成孔径雷达（SAR）成像的实时性，减小补偿因子的运算量，提出了一种补偿因子区域不变的Chirp Scaling（CS）成像算法. 这种改进的CS算法根据补偿因子的相位误差确定一个更新步长，在每个步长内更新一次补偿因子，即相邻单元内的数据与相同的补偿因子相乘. 利用这种改进的CS算法对点阵目标和实测目标进行了仿真验证，得到的SAR图像质量与传统CS算法的结果相差很小. 这种补偿因子区域不变的CS成像算法在满足精度的前提下使得补偿因子的运算量成倍减小，大大减小了实时成像的压力，能够有效降低星上实时处理系统的规模，从而降低系统功耗.

基于数据预处理的改进GS正交化波束形成

杨小鹏, 胡晓娜, 刘永旭, 殷丕磊

2014, 34(3): 310-315.

摘要(1335) PDF(1363)

摘要:
针对常规Gram-Schmidt（GS）正交化算法在训练快拍中混有期望信号时，自适应波束会出现期望信号相消的问题，提出了基于数据预处理的改进GS正交化波束形成算法. 该算法构造阻塞矩阵进行数据预处理剔除期望信号，估计对应的协方差矩阵，并对其进行GS正交化重构干扰子空间，将静态加权矢量向干扰子空间作正交投影得到自适应权矢量. 同时，为准确估计干扰子空间，对协方差矩阵的正交化自适应门限进行了修正. 仿真结果表明，所提算法的输出信干噪比（SINR）比其它GS正交化算法有2 dB以上的性能改善.

一种基于伪相关函数的CBOC信号跟踪方法

阮航, 刘峰, 郑舟, 龙腾

2014, 34(3): 316-321.

摘要(1019) PDF(1426)

摘要:
针对下一代卫星导航系统的设计逐渐完善，卫星导航基带信号处理对环路跟踪灵敏度和抗多径性能要求不断提升的情况，本文基于Galileo E1频点公开的CBOC信号，设计一种构建CBOC信号伪相关函数（PCF）的伪码跟踪方法，并基于该方法，设计了相位锁定环与延迟锁定环路的跟踪策略，实现了环路的高速锁定和稳定跟踪. 并通过仿真实验验证了该方法在灵敏度和有限带宽下抗多径两分面提升了CBOC跟踪环路抗多径性能和跟踪灵敏度，改善了跟踪环路在复杂环境下的跟踪性能.

电离层闪烁下4路信号处理的载波锁相环

刘峰, 高源, 龙腾

2014, 34(3): 322-326.

摘要(1366) PDF(1162)

摘要:
针对电离层闪烁导致的卫星导航接收机载波锁相环失锁问题，提出一种基于Kalman滤波器的4路信号处理载波锁相环. 该环路通过增加两路信号处理对锁相结果进行纠正，扩大了锁相环的相位牵引范围，同时根据信号实时载噪比自适应调节滤波系数，有效避免电离层闪烁时信号振幅衰落和相位突变引起的环路失锁. 通过仿真表明，这种锁相环可以在持续中强度和瞬时高强度的电离层闪烁下保持跟踪.

运动与离焦耦合的模糊图像参数辨识方法

刘子伟, 许廷发, 赵鹏

2014, 34(3): 327-330.

摘要(1369) PDF(1315)

摘要:
针对运动和离焦耦合模糊图像运动模糊尺度、角度和离焦模糊半径的辨识难题，提出了一种运动与离焦耦合的模糊图像参数辨识方法. 首先，对模糊图像进行Fourier变换，采用Radon变换辨识运动模糊角度；其次，对模糊图像的频谱图进行滤波，将频谱图中央区域的幅度之和作为BP神经网络的输入量，检测运动模糊尺度时，频谱图按列求和，而检测离焦模糊半径时，频谱图按圆形方向求和. 仿真实验表明，不带噪声的耦合模糊图像参数辨识误差在6%以内.

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2014年第34卷第3期

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