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唐胜景, 刘真畅, 周运强, 李震, 郭杰

2015, 35(12): 1211-1216. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.001

摘要(1083) PDF(1630)

摘要:
针对未来机体占用空间小并且具有高机动性飞行器的设计需求,提出后翼具有上反角的串置翼布局.采用N-S控制方程的有限体积法离散格式,选取剪切应力运输(SST)k-ω两方程湍流模型对以后翼上反角为变量的4组模型进行数值模拟分析.通过理论分析与验证机实验相结合的方法,研究了前后机翼间气动干扰特性以及后翼上反对飞行性能的影响.研究结果表明后翼上反角可避免平飞时前翼尾流对后翼的冲击,保证小攻角时的巡航稳定性.同时分析了由前后翼间持续相互干扰作用造成的不良影响,并提出了解决方案.研究论证了串置翼后翼上反能够替代垂尾起到横航向安定作用,并且通过取消垂直安定面降低了飞行器结构重量和浸润面积产生的阻力.

钨球高速侵彻低碳钢板成坑直径的计算模型

赵晓旭, 王树山, 徐豫新, 赵晓宁

2015, 35(12): 1217-1221. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.002

摘要(1321) PDF(1086)

摘要:
为研究钨球对低碳钢板高速侵彻成坑直径的分析方法.采用12.7mm弹道枪和57.5mm/14.5mm二级轻气炮加载方式,进行了Φ6mm和Φ7mm钨球以600~2400m/s撞击速度侵彻不同厚度Q235A钢板实验,根据实验现象分析了弹-靶作用过程,对不同侵彻速度下钢板上侵彻孔边缘进行了扫描电镜(SEM)观察.研究结果表明,撞击速度在1000m/s时,靶体破坏以动态断裂为主,当撞击速度达到1500m/s以上时靶体破坏以塑性流动为主;据此,同时考虑钨球塑性变形、靶体动态屈服和塑性流动,建立了钨球高速侵彻低碳钢板成坑直径的计算模型,模型计算结果与实验偏差在12%以内.

随机翻滚动能杆对典型目标结构的高速侵彻特性

吴成, 李娜, 袁晋, 廖莎莎

2015, 35(12): 1222-1227. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.003

摘要(905) PDF(842)

摘要:
针对随机翻滚动能杆毁伤元在特定交会条件下着靶姿态对典型目标结构的侵彻能力特性影响,考虑杆条随机翻滚因素,采用三维空间分布参数的Poncelet侵彻理论改进模型,并采用LS-DYNA三维程序软件,对不同入射角、不同翻转角的动能杆对目标结构的毁伤过程进行分析,分析了杆条翻滚对目标结构的侵彻特性影响,得到了随机翻滚动能杆侵彻目标的毁伤规律.通过试验数据对比,验证了理论的正确性.

基于高速摄影技术爆破鼓包运动规律的研究

李祥龙, 胡涛, 张智宇, 黄永辉

2015, 35(12): 1228-1232. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.004

摘要(899) PDF(925)

摘要:
为研究球形药包爆破漏斗实验中自由面鼓包运动规律,采用能够较好模拟现场岩土的相似材料制作了一组水泥砂浆模型进行了爆破漏斗实验,利用高速摄影系统记录了模型在球形药包作用下自由面的鼓包运动,得到了鼓包运动轮廓、鼓包表面中心位移和速度分布.结果表明:鼓包表面中心在速度分布上呈现出加速-匀速-二次加速-减速的特征,鼓包上升到约1.5倍抵抗线后,抛体按照弹道运动规律进行抛掷.

流体模型假定下无氧铜等熵卸载线的计算与分析

张旭平, 王桂吉, 谭福利, 罗斌强, 种涛, 赵剑衡, 孙承纬, 刘仓理

2015, 35(12): 1233-1235,1284. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.005

摘要(930) PDF(905)

摘要:
等熵卸载线的研究对物态方程、冲击波在自由面的卸载等问题有重要的意义.基于流体模型假定下推导等熵线的方法,计算得到了无氧铜分别以线性和二次Hugoniot关系为参考的等熵卸载线.在P-u图中,随着初始卸载压力增大,两条等熵卸载线间偏离逐渐变大,等熵卸载线与镜像的Hugoniot线逐渐出现较大的偏离.通过与无氧铜向空气卸载实验的数据比较,采用二次Hugoniot关系为参考得到的等熵卸载线与实验结果更相符,并且自由面卸载过程近似为等熵过程分析是合理的.压力大于180GPa时,用自由面速度的1/2近似得到粒子速度的误差达5%以上,实验中试图通过测量自由面速度得到粒子速度时必须做相应的计算修正.

基于MPI的二维经验模分解并行算法

庄展鹏, 袁业立, 张杰, 杨俊钢

2015, 35(12): 1236-1242. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.006

摘要(966) PDF(1041)

摘要:
针对二维经验模分解(BEMD)处理大尺寸图像耗时较长的问题,提出了一种基于MPI技术的BEMD并行算法.对BEMD串行程序中极值点选取、平面三角剖分、三角域内数值插值等几个主要部分的运行时间进行了统计,结果表明三角域内数值插值是耗时的主要部分,也是并行化的重点处理部分;随后在高性能计算平台上构建并行环境,基于MPI技术对BEMD算法的包络面生成部分实现了并行化,具体方法是先将剖分后的三角形序列按照进程数均匀划分,使整个图像分割为若干子区域并分配给相应进程,然后各进程拟合出对应子区域的上下Bezier曲面并由0进程进行合并,进而生成上下包络面;最后通过加速比等指标对该算法进行测评.结果表明,算法在30核并行执行时加速比可达20.1396,利用率为64.97%,运行效率的提升较为明显.在数据量达到原始数据的25倍时可扩展性指标为1.3975,表明该算法对大数据量的任务有很好的适应性.

基于强迫振动的全捷联导引头隔离度在线抑制技术

袁亦方, 林德福, 杨涛

2015, 35(12): 1243-1249. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.007

摘要(1001) PDF(609)

摘要:
基于全捷联导引头隔离度离线标定精度较差且难以有效抑制隔离度对制导控制系统造成的影响,提出了基于强迫振动的全捷联导引头隔离度在线估计与抑制算法,并研究了算法参数取值对估计和抑制效果的影响;针对隔离度抑制效果受测量噪声影响较大的问题,设计了基于卡尔曼滤波技术的改进方法.仿真结果表明,该算法可以实现对全捷联导引头刻度尺误差引起的隔离度的估计,将估计结果进行前馈补偿可有效抑制隔离度对导弹制导控制系统的影响.

基于脱靶量约束的捷联体制制导系统稳定域研究

郑多, 林德福, 徐兴华, 祁载康

2015, 35(12): 1250-1256. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.008

摘要(877) PDF(668)

摘要:
针对导弹总体设计中捷联体制下合理选取制导系统隔离度指标的问题,提出了基于脱靶量约束的制导系统稳定域确定方法.首先分析了捷联相控阵雷达导引头隔离度寄生回路产生的原因,建立了含有隔离度寄生回路的比例导引制导系统模型;其次利用劳斯判据和伴随法确定了脱靶量约束下的制导系统稳定域,分析了制导参数对脱靶量约束下的制导系统稳定域的影响,并求得脱靶量约束下制导系统稳定边界的解析表达式和近似解;最后通过伴随法对确定的脱靶量约束下的制导系统稳定域进行仿真验证.研究结果表明,基于脱靶量约束下确定的制导系统稳定域满足脱靶量约束条件,可以用于指导导弹总体指标分配以及制导系统工程师对制导参数的选取.

陆空两栖机器人飞行控制系统设计

王正杰, 马建, 朱航, 王建中

2015, 35(12): 1257-1261. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.009

摘要(1018) PDF(1476)

摘要:
设计了一种以旋翼为基础适应城区室内侦察的陆空两栖机器人,对陆空两栖机器人控制方案进行了分析,并建立了机器人飞行系统动力学模型.运用以李雅普诺夫稳定性理论为基础的逐步后推控制设计方法,对陆空两栖机器人飞行系统各个通道的控制律进行了设计.在Matlab软件环境中进行了仿真,得到飞行系统各通道响应曲线,表明飞行系统能够完成预定动作,证明了控制率的有效性.

小型航行体鲁棒动态逆姿态控制

方晶, 邵志宇, 冯顺山, 李永明

2015, 35(12): 1262-1266. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.010

摘要(895) PDF(1002)

摘要:
针对小型航行体在复杂水流环境下航行时姿态模型具有强耦合、高度非线性和不确定性等特点,在不忽略各通道间耦合作用的条件下,提出了小型航行体鲁棒动态逆姿态控制方法.采用动态逆控制方法对航行体姿态模型进行解耦和线性化,进而由滑模变结构控制方法解决了控制系统对参数摄动和系统建模的不确定性敏感的问题,并应用李亚普诺夫理论证明了控制系统的稳定性.仿真结果表明,本文设计的鲁棒动态逆姿态控制方法不仅能够满足小型航行体的技术性能要求,且具有较强的适应性和鲁棒性.

基于改进L₁自适应的姿态控制研究

胡琼, 费庆, 伍清河, 耿庆波

2015, 35(12): 1267-1273. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.011

摘要(927) PDF(1493)

摘要:
针对含匹配不确定性和时变干扰的多变量耦合系统,提出改进L₁自适应控制,并进行控制系统闭环分析.针对常规解耦中积分型闭环系统的临界稳定问题,在常规解耦之后附加反馈控制,从而构成同时保证系统解耦性和稳定性的线性解耦控制.解耦后,系统表示为由若干含匹配不确定性和时变输入干扰的无耦合子系统组成.针对各子系统中不确定性和干扰问题,采用L₁自适应控制以保证系统的鲁棒性.此外,为避免控制量的瞬时大幅值和大变化率,设计参考信号变换方式,即参考信号中的阶跃跳变部分用正弦信号替代.最后,将所设计改进L₁自适应控制应用于飞行器姿态调节中,并通过Matlab数值仿真对所设计的姿态控制系统进行测试和验证,结果表明所设计控制算法和姿态控制系统可行有效.

融合AD与Census变换的动态规划立体匹配与遮挡处理

陆军, 方莹, 张鑫

2015, 35(12): 1274-1279. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.012

摘要(1239) PDF(1601)

摘要:
针对传统动态规划立体匹配算法具有速度快的优点,但常伴随条纹现象的问题,设计了一种AD(absolute difference)与Census变换相融合的相似性测度算法,结合新的线性平滑项和动态变搜索半径的方法有效避免了上述问题,提高了匹配的速度和准确性.遮挡现象在双目视觉中难以避免,针对这一难题,采用左右一致性的遮挡检测算法对遮挡区域进行遮挡检测,设计了一种基于颜色和距离相似性的视差优化插值算法,改善了遮挡区域的视差估计.实验结果表明,该立体匹配算法能够快速、准确地估计出视差值,满足立体重构的需要.

参数控制的混合色调映射方法

饶志涛, 许廷发, 刘子伟, 李相民, 刘玮煜

2015, 35(12): 1280-1284. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.013

摘要(1154) PDF(906)

摘要:
为解决高动态图像的真实影像再现问题,提出了一种基于参数控制的混合色调映射方法.对图像进行全局预处理,保持整幅图像的亮度和对比度;采用参数控制的混合算子获取图像的局部对比度和细节;采用双边滤波解决色调映射过程中产生的光晕问题.仿真实验表明,该方法压缩了原始高动态图像的动态范围,保持了整体亮度,增强了局部细节而去除光晕效应影响,比现有的Sigmoid算法在各个参数上有显著提高.

基于分数阶傅里叶变换的量化噪声抑制方法

鲁溟峰, 倪国强, 白廷柱, 陶然

2015, 35(12): 1285-1290. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.014

摘要(959) PDF(1439)

摘要:
针对A/D转换器在采样和量化过程中产生的量化噪声问题,提出一种基于分数阶傅里叶变换的量化噪声抑制方法.利用经典量化器的统计特性,分析出量化噪声在分数阶傅里叶域具有白噪声特性,利用过采样和分数阶傅里叶域数字滤波方法对输入信号的量化噪声进行抑制,提高信号质量.理论推导和仿真结果表明,该方法能够有效抑制量化噪声,提高A/D转换器的输出信噪比,而且针对线性调频等信号的量化噪声抑制效果优于传统傅里叶域的方法.

非相干MIMO雷达模糊函数特性优化

张昭, 李相如, 王小谟

2015, 35(12): 1291-1296. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.015

摘要(870) PDF(1190)

摘要:
距离折叠、多普勒频率混杂和匹配滤波杂波抑制性能是雷达在杂波条件下的基本性能.为揭示非相干MIMO雷达的此类性能,对非相干MIMO雷达的模糊函数特性均进行深入研究和优化设计,包括无模糊时延、无模糊多普勒、无模糊区区面积和无模糊区内的副瓣水平等特性.经过波形优化设计,在时延-多普勒平面上,非相干MIMO雷达的无模糊区面积被优化为1(无单位),无模糊区内的副瓣水平与SIMO雷达相当.因此,非相干MIMO雷达的距离折叠、多普勒频率混杂和匹配滤波杂波抑制性能与SIMO雷达相当.仿真结果表明,非相干MIMO雷达的无模糊区面积被优化为1.

具有进化能力的新型胚胎电子自修复系统

朱赛, 蔡金燕, 孟亚峰, 李丹阳

2015, 35(12): 1297-1302. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.016

摘要(806) PDF(921)

摘要:
针对胚胎电子电路及其自修复方法——行/列移除和细胞移除的不足,提出了一种具有进化能力的新型胚胎电子自修复系统.该自修复系统具有功能层、修复层和进化层3个层次.功能层实现目标电路功能;修复层采用行/列移除进行目标电路的实时修复;进化层利用功能层剩余资源进化具有更大自修复能力的目标电路结构.该自修复系统既保证了目标电路的实时自修复,又能够充分利用功能层的电子细胞资源,提高了目标电路的自修复能力.通过电路的仿真实验,验证了所提出自修复系统的优越性.

基于预分类的非局部被动毫米波图像去噪算法

余汪洋, 陈祥光, 吴磊

2015, 35(12): 1303-1307. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.017

摘要(950) PDF(1009)

摘要:
针对被动毫米波图像的分辨率低,不具备丰富的纹理信息的特点,提出了一种基于预分类的非局部被动毫米波图像去噪算法(PBNL).利用图像梯度信息的奇异值分解获取图像的局部区域特征,根据不同的特征集将图像进行分类,并对不同的类别采取不同的去噪算法.实验结果表明,相对于非局部均值(NL-Means)算法,该方法在计算(时间)复杂度上有了明显的降低,降噪结果的PSNR值优于BM3D、各向异性去噪算法,并且在视觉上获得了更好的辨识效果.

分段进水工艺非稳态进水对污染物去除性能的影响

曹贵华, 纪丹萍, 王淑莹, 彭永臻, 曾薇

2015, 35(12): 1308-1314. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.018

摘要(764) PDF(545)

摘要:
研究模拟污水处理厂进水以非稳态正弦曲线波动,通过调整非稳态进水平衡位置时好氧段不同的初始DO浓度,研究非稳态进水对分段进水工艺污染物去除的影响及控制策略控制参数.结果表明,通过恒定曝气量并控制好氧段初始DO浓度为2mg·L^-1,出水平均COD、氨氮、总氮、总磷浓度最佳,分别为21.82,0.59,11.87和0.26mg·L^-1;随着进水流量的非稳态波动,周期内出水COD以分段函数规律变化,出水氨氮、总氮和总磷以正弦曲线波动;从改良A/O 4点分段进水工程化设计角度考虑,设计总处理量的变化系数为1.25时可认为在安全系数范围内.

含能三唑硝酸盐的热动力学行为及其热抵抗力

杜旭杰, 李晓东, 邹美帅, 杨荣杰, 李玉川

2015, 35(12): 1315-1320. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.12.019

摘要(804) PDF(781)

摘要:
利用热重-微商热重法(TG-DTG)对4-氨基-1,2,4-三唑硝酸盐(1a)和1-氨基-1,2,3-三唑硝酸盐(1b)的热行为及其非等温分解动力学进行了研究.结果表明在1a的热分解过程中开环反应和随后的二次分解反应是在较高的温度下几乎同时进行的,而对于1b而言这两类反应是在不同的温度范围分步进行的.通过将model-free法和mode-fitting法相结合,得到1a和1b热分解反应的动力学方程.采取将基本安定性试验评价法与自加速分解温度评价法相结合的方法评估含能三唑硝酸盐的热安全性,解决了原有自加速分解温度评价法试验成本高、危险性大及试验周期长等问题.结果表明,含能三唑硝酸盐的对热抵抗能力与其三唑环结构的对称性有很大的关系.

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2015年第35卷第12期

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