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杜志明, 韩志跃, 姚谦, 张英豪

2015, 35(2): 111-117. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.001

摘要(1628) PDF(187)

摘要:
介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和工作原理,针对目前全世界关于染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的改性进展进行了综述. 目前,TiO₂薄膜改性手段主要包括:表面处理、离子掺杂、半导体复合、微观有序空间结构、多孔化结构、贵金属沉积等. 改性二氧化钛光阳极是为了减少阳极和染料之间的界面阻抗以提高DSSC的光电转换效率. 最后对DSSC中光阳极改性的发展趋势和应用前景做了期许和展望,提出工程设计微观有序TiO₂光阳极结构、更大程度地开发TiO₂光阳极的制膜工艺、发挥各种手段的优势互补协同作用是未来染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极改性的方向. 对TiO₂光阳极界面之间的电阻和电子传输的机理进行更深层次的研究和探讨对染料敏化太阳能电池的工业化是非常必要的.

基于EMD和最小二乘法的零漂处理方法研究

王燕, 薛云朝, 马铁华

2015, 35(2): 118-122. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.002

摘要(1106) PDF(158)

摘要:
针对实测侵彻过载数据中存在的零漂问题,提出了一种零漂数据处理方法. 基于经验模态分解法提取信号趋势项部分,再以侵彻结束后的零漂趋势作为侵彻过程的零漂趋势,采用最小二乘法拟合后,分段完成修正处理. 用该方法对过载数据进行去除零漂处理,得到弹体过载的一次积分速度与实测速度的最大误差为4.88%,二次积分位移与实测行程的最大误差为9.41%. 研究表明:该方法消除过载数据的零漂准确有效,可以为计行程自适应起爆方式提供有效信息.

基于实测爆破地震波下的铁路特大桥桥墩动力影响研究

李胜林, 刘殿书, 崔英伟, 赵贺云

2015, 35(2): 123-126,143. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.003

摘要(948) PDF(145)

摘要:
为研究爆破地震波下大跨度桥梁结构的动力学响应问题,以黑岱沟露天矿附近的酸刺沟大桥为背景,对其爆破振动下桥墩进行了振动监测,建立该桥单墩的数值计算模型,应用ANSYS和LS-DYNA软件对桥墩结构自振特性和动力响应进行了数值模拟. 研究结果表明:在输入爆破地震波主频范围为2～5 Hz时,2 Hz爆破地震波对应桥墩响应最明显,地震波峰值振速达到8.71 cm/s时桥墩出现损伤,损伤位置为墩身空心壁偏底部,保证桥墩安全的比例距离为5.79.

基于伴随方法的动态非定常气动外形优化设计

何建东, 雷娟棉

2015, 35(2): 127-132. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.004

摘要(1671) PDF(177)

摘要:
为实现动态非定常条件下的气动外形优化设计,基于非定常形式的欧拉方程及伴随方程,建立了一套完整的针对非定常动态问题的气动外形优化设计方法,并采用所建立的方法,对俯仰振荡的NACA0012翼型在跨声速(Ma=0.8)及限制条件下进行了翼型时均减阻外形优化. 对优化设计的结果进行了分析. 研究结果表明:该动态非定常气动外形优化设计方法具有较高的可靠性和实用性.

次口径非对称鸭舵对弹道修正弹气动特性的影响

程杰, 王晓鸣, 于纪言, 姚文进

2015, 35(2): 133-138. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.005

摘要(1718) PDF(145)

摘要:
为研究次口径非对称鸭式布局的弹道修正弹气动特性,基于网格装配的方法建立了修正弹气动力计算模型,并通过风洞试验对超音速条件下的计算结果进行验证,从鸭舵绕流、升阻系数和滚转力矩方面分析鸭舵对修正弹气动参数的影响. 研究结果表明,次口径非对称鸭舵使修正弹相比传统弹丸阻力系数增加达14%,但操纵舵引起的升力使弹丸的射程衰减率降至10%. 鸭舵安装角对修正弹升力影响效果大于阻力. 通过工程简化模型将升力分解为操纵舵提供的升力和由于鸭舵的存在使弹体产生的升力两部分,拟合出鸭舵对弹体升力的干扰因子.

双锥罩聚能装药最佳炸高设计方法

杨晓红, 韩珺礼, 李伟兵

2015, 35(2): 139-143. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.006

摘要(1420) PDF(235)

摘要:
为研究聚能装药最佳炸高的设计方法. 通过试验获得34°与40°两种上锥角双锥形药型罩聚能装药在6.0,6.5,7.0,7.5和8.0倍炸高条件下的静破甲深度;同时,进行了同实验工况的数值模拟方法研究;在数值模拟方法获得验证后,通过数值模拟获得了不同上锥角下炸高对双锥罩聚能装药破甲深度的影响规律. 利用内插值法建立了含药型罩锥角和炸高变量的双锥药型罩聚能装药静破甲深度计算公式,获得了静破甲深度随上锥角和炸高变化的三维曲面;据此,确立了双锥罩聚能装药的最佳炸高. 研究结果表明,实验与数值仿真结果一致,验证了所提出的双锥罩聚能装药炸高设计方法的可行性.

小型轮/履变结构移动机器人设计及越障分析

郭文增, 姜世公, 戴福全, 宗成国, 高学山

2015, 35(2): 144-148,165. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.007

摘要(1749) PDF(137)

摘要:
针对非结构环境中路面软硬相间、平坦与崎岖并存的地形特征,提出了一种小型轮/履变结构移动机器人,兼具有轮式移动机器人的快速移动性和履带式机器人的高越障性的优点. 机器人主要由控制箱单元、两个相同的轮/履变结构行走单元和尾支杆单元组成. 本文旨在介绍机器人的系统构成和行走单元的关键机构设计——行走轮定位、四连杆变换机构及可伸缩履带,分析对台阶、楼梯类地形的越障性能. 实验结果表明:机器人采用的行走轮定位方法可靠,四连杆机构及可伸缩履带能够快速完成轮/履切换,对于台阶、楼梯典型地形具有高通过性,从而为轮/履复合机构技术实施途径和新的行走机理研究打下基础.

激光引信目标探测与识别仿真软件的设计

韩超, 邓甲昊, 高静, 韩敏

2015, 35(2): 149-153,158. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.008

摘要(1154) PDF(162)

摘要:
针对激光引信在实际操作中的复杂性等问题,提出了一种激光引信目标探测识别的仿真软件设计. 该设计以激光近炸引信为应用背景,设计了以周视六象限为发射系统的激光导弹模型. 通过发射激光光束实现对目标的探测,根据不同目标回波反射功率的计算实现对目标的识别,并利用回波功率阈值判断导弹启动位置,完成整个引信动态模拟. 通过对激光引信仿真软件进行功能测试,结果表明模块设计合理,运行正常,测试结果满足使用要求.

基于目标视线角速度的反辐射导弹近炸引信开机策略

张真, 马登武, 诸德放

2015, 35(2): 154-158. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.009

摘要(1310) PDF(140)

摘要:
为避免反辐射导弹近炸引信因开机过早而出现早炸、误炸的情况,提出了一种利用被动雷达导引头测得的目标视线角速度给出近炸引信开机信号的方法. 给出了利用导引头测角信息计算目标视线角速度的方法,建立了末段弹道上目标视线角速度与弹目距离的统计关系;分别以近炸引信不过晚开机和不过早开机为原则,得到了引信开机时导弹到靶平面距离概率分布函数的上下界. 仿真结果表明:在不能直接命中目标天线的情况下,引信开机时导弹到靶平面的距离主要集中在30～120 m,在可以直接命中目标天线的情况下,引信开机时导弹到靶平面的距离小于30 m.

带碰撞角约束的高速飞行器小速度比交会制导律

熊俊辉, 唐胜景, 郭杰, 高峰

2015, 35(2): 159-165. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.010

摘要(1366) PDF(139)

摘要:
针对目标飞行器速度较大引起的拦截器与目标速度比小于1的空间交会问题,建立拦截器与目标交会的三维运动模型,分析共面运动的碰撞角对相对速度及有效碰撞面积的影响并讨论交会的速度比条件. 基于初始预测的目标速度信息,根据准平行接近原则将碰撞角约束转化为交会过程中的视线角约束,应用变结构控制设计带视线角约束的三维制导律并分析其稳定性. 结果显示,设计的制导律不仅使视线角速率逼近于0,还可以实现以期望的碰撞角实施交会,并且对预测的目标速度偏差具有较强的鲁棒性.

高速旋转子母弹开舱高度自适应技术研究

李东光, 殷跃强, 杨瑞伟, 赵水平

2015, 35(2): 166-170,175. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.011

摘要(1103) PDF(138)

摘要:
针对高速旋转子母弹定时开舱后子弹药落点散布精度低的问题,提出一种修正开舱高度的自适应技术. 建立了高速旋转子母弹子弹药全弹道模型,针对母弹发射时的初速误差、射角误差及抛撒高度误差,利用计算机对子弹药落点精度进行了仿真分析. 结合分析结果提出一种基于开舱高度修正的母弹自适应技术以提高子弹药落点精度,并推导出适合高速旋转子母弹的开舱高度修正公式.

基于异步MAC协议的WSN节点通信能耗模型的研究及应用

李智敏, 陈祥光

2015, 35(2): 171-175. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.012

摘要(1030) PDF(142)

摘要:
为进一步减小采用B-MAC协议无线传感器节点的能量消耗,对无线通信模块接收、发送、监听、休眠的电流消耗和时间特性进行了实验测试. 并根据异步MAC协议的特点,将网络负载参数进一步细分,引入节点发送间隔、接收间隔、每次发送字节数、每次接收字节数这4个参量,同时考虑节点接收信号时所处状态的概率建立通信能耗模型,并给出能耗模型的最优解析解,使得能耗参数在不同网络负载和收发间隔下达到最优. 实验结果表明,采用能量最优参数的B-MAC协议比普通B-MAC协议的能量消耗更少,明显减少了WSN节点在通信过程中能量的消耗,延长了节点的工作寿命.

倾转旋翼机切换鲁棒控制器初始化研究

王奇, 吴文海, 高丽

2015, 35(2): 176-179,185. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.013

摘要(921) PDF(144)

摘要:
为提升跟踪控制下的线性切换系统瞬态性能,采用控制器初始化方法,通过闭环切换系统输出性能指标的最小化,获得切换控制器最优初始化映射,给出了简化最优初始映射的求解方法. 采用多Lyapunov函数的方法,证明了闭环切换系统的输入状态有界性,给出了初始化切换系统渐近稳定条件. 依据倾转旋翼机纵向运动模型以及所选取的被控对象平衡状态点,采用鲁棒控制器设计方法设计了相应控制器,并对跟踪控制下的切换控制器初始化控制效果进行了仿真验证.

船舶航向跟踪系统自适应滤波反步终端滑模控制

夏国清, 武慧勇, 赵昂, 王元慧

2015, 35(2): 180-185. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.014

摘要(1165) PDF(133)

摘要:
针对船舶航向非线性系统,提出了一种基于自适应滤波反步法的终端滑模控制器. 系统由二阶非线性野本模型和舵机响应模型串联组成,考虑了模型不确定性和外部干扰等未知项,并由模糊系统对未知项进行在线逼近. 首先引入二阶低通滤波器,避免了对虚拟控制律的解析求导,从而简化了反步控制器的设计,而且滤波器的低通特性可大大减小测量噪声的影响;然后利用滤波反步法的结果设计了终端滑模面,并最终得到了使系统跟踪误差有限时间收敛的终端滑模控制器. 根据Lyapunov理论证明了闭环系统所有误差变量均是一致最终有界的. 仿真结果验证了所提方法的有效性.

基于导航势函数法的六自由度机械臂避障路径规划

汪首坤, 朱磊, 王军政

2015, 35(2): 186-191. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.015

摘要(1974) PDF(133)

摘要:
以MOTOMAN MH6型机械臂为研究对象,运用导航势函数法对机械臂的无碰撞路径规划展开研究. 根据机械臂的几何特点对机械臂进行简化,并结合球型包络算法分析了障碍物与机械臂碰撞的临界条件,计算出机械臂运动的自由空间. 导航势函数法有效解决了传统人工势场法的"局部极小值陷阱"问题,由于预先消除了目标点以外的极小值,机械臂能够顺利到达目标点. 通过数值仿真,解决了导航势函数控制参数的选取问题,并在基于OpenGL的虚拟实验平台中进一步验证了该方法的有效性和可行性.

多传感器人体检测的FHOG图像特征融合

王蒙, 戴亚平

2015, 35(2): 192-196,202. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.016

摘要(13271) PDF(205)

摘要:
提出了一种新的基于方向梯度直方图(HOG)的图像特征融合方法. 该方法采用视觉激活度(VAM)来选择具有显著方向性的局部梯度统计值,构成融合的方向梯度直方图(FHOG),有效地解决了多分辨率(MR)图像融合存在的不足. 文中把这些融合特征输入线性支持向量机(SVM),训练得到人体/背景二元分类器用于人体检测. 实验表明,与传统多分辨率图像融合方法相比,在参考点处本文提出方法漏检率下降3～10%,虚警率平均下降20%以上.

阻燃硬质聚氨酯泡沫燃烧热值对阻燃性能的影响

刘秀, 刘国胜, 郝建薇, 杜建新

2015, 35(2): 197-202. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.017

摘要(1171) PDF(173)

摘要:
将聚磷酸铵(APP)、磷酸三(β-氯异丙基)酯(TCPP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)、可膨胀石墨(EG)及EG与APP复合阻燃剂分别添加于硬质聚氨酯泡沫(RPUF),采用氧弹量热仪、氧指数仪、燃烧背温测试仪及锥形量热仪研究了阻燃RPUF燃烧热值(HoC)与氧指数、炭层阻隔作用及热释放等阻燃性能参数的相关性;采用X射线光电子能谱表征了RPUF/APP及RPUF/EG/APP体系燃烧热值测试后残炭表面P元素的化学状态. 研究表明,各阻燃RPUF的HoC由低到高的顺序为RPUF/APP,RPUF/EG/APP,RPUF/TCPP,RPUF/MCA,RPUF/EG,其中RPUF/EG/APP的氧指数相对最高,炭层阻隔效应较好,热释放及质量损失相对最低,产烟量适中,综合阻燃性能最好. RPUF/EG/APP燃烧热值测试残炭表面五氧化二磷比例(57.9%)大于RPUF/APP(35.9%). 阻燃RPUF的HoC主要与体系元素组成及阻燃剂HoC的贡献有关,也与膨胀阻燃体系中组分的相互作用有关;而氧指数、炭层的阻隔作用、热及烟释放等阻燃性能主要取决于阻燃机理.

基于集对分析理论的污染减排预警评价模型及改进应用

苏岳锋, 程红红, 郁亚娟, 孙秀秀, 包丽颖

2015, 35(2): 203-207. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.018

摘要(931) PDF(163)

摘要:
我国在"十二五"期间继续推行减排政策,目标污染物在原有COD和SO₂基础上新增NH₃—N和NO_x. 为促进减排监督管理顺利进行,督促各省市减排目标的完成,深入分析各地区社会经济和工业运行等因素对减排目标实施的影响,首先建立了基于社会、经济、能源、环境复合系统的减排预警指标体系;随后运用集对分析理论和方法,对各地区4大污染物在"十二五"末期的减排形势进行了预测评价及预警分析;此外,鉴于新疆、西藏等地区的污染排放与其它省份存在一定差异的实际情况,对评价模型进行了改进应用;最后,运用GIS软件将减排预警评价结果进行地图图形展示,以便于污染物减排监督管理工作的开展.

基于分子印迹膜的表面等离子体共振传感器检测黄体酮

张庆文, 任亚敏, 韦天新

2015, 35(2): 208-212. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.019

摘要(1455) PDF(136)

摘要:
分别采用热聚合和光聚合的方法在金膜表面合成黄体酮分子印迹膜,并将其作为识别元件应用于表面等离子体共振传感器检测黄体酮. 通过对其进行洗脱及吸附研究发现:采用乙腈/乙酸混合液可以快速将黄体酮洗脱下来,洗脱前后共振角分别移动了1.15°和0.72°;该传感器实现对黄体酮的最低检测限均为10^-14 g/mL;在10^-14～10^-6 g/mL的浓度范围内,共振角度的变化与黄体酮浓度的负对数成线性关系. 同时将具有黄体酮识别位点的分子印迹膜分别吸附浓度为10^-4 g/mL的雌二醇,睾酮和睾酮丙酸酯溶液,结果显示均没有非特异性吸附作用. 以上结果表明,基于黄体酮分子印迹膜的表面等离子体共振传感器能够对黄体酮实现快速定量的专一性检测.

ε-HNIW/F2311 PBX界面结构力学行为模拟

王东旭, 陈树森, 李丽洁, 金韶华

2015, 35(2): 213-217. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.020

摘要(1085) PDF(148)

摘要:
研究了ε-六硝基六氮杂异伍兹烷(ε-HNIW)/F2311界面结构的力学行为. 采用分子动力学(MD)方法,在298～423 K 温度范围内以及NVT系综和COMPASS力场下,对F2311与ε-HNIW (110)晶面所构成PBX界面结构的各种力学性能进行模拟计算. 结果表明,温度达到348 K后,ε-HNIW/F2311界面结构比内层ε-HNIW形状变化(G)和体积变化(K)都变得相对容易,弹性增强的同时可以有效地分散应力,有利于PBX的加工;进一步分析K/G表明,ε-HNIW/F2311界面结构在298～373 K内成型性较好,尤其在348 K左右时最适合进行PBX的压制成型.

龙血竭总酚活血化瘀活性成分的虚拟筛选及初步活性研究

刘芳, 戴荣继, 邓玉林, 刘秀洁, 吕芳

2015, 35(2): 218-220. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2015.02.021

摘要(1307) PDF(168)

摘要:
应用Discovery Studio虚拟筛选软件,以凝血酶为受体,对龙血竭总酚活血化瘀有效成分进行了虚拟筛选. 虚拟筛选确定的受试成分对体外凝血酶活性的影响数据表明,计算机辅助虚拟筛选结果与体外药理实验结果基本符合. 受试成分龙血素A、龙血素B、龙血素C、7-羟基-4'-甲氧基黄烷、4',7-二羟基高异黄烷能抑制体外凝血酶活性,具有活血化瘀的药理作用.

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2015年第35卷第2期

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