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张锐, 尚新春

2015, 35(4): 331-335. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.001

摘要(1108) PDF(834)

摘要:
针对温度载荷作用下一维格栅夹层结构的柱面弯曲问题,提出了一个新的考虑了腹板弯曲效应的分析模型. 假设夹芯内变形后腹板依然垂直于上、下面板,并且腹板两端无相对转动. 将腹板和面板均视为处于弯曲和热伸长状态下的弹性梁,由此建立了所选胞元的平衡及几何方程,以及相邻胞元间受力和位移的相互关系. 利用传递矩阵方法得到了夹层结构受热变形. 作为一个算例,分析了几何与材料参数对悬臂夹层结构自由端最大挠度的影响. 本文结果与有限元方法得到的结果相一致,证实了本文所提出的分析模型的正确性.

浓度梯度对瓦斯爆炸影响的数值模拟

蔺伟, 宋清官, 王成, 黄风雷

2015, 35(4): 336-340. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.002

摘要(999) PDF(1013)

摘要:
针对煤矿巷道中存在瓦斯浓度梯度的问题,基于时间上的TVD Runge-Kutta格式,空间上的5阶加权本质无振荡(WENO)格式离散控制方程组,自主研发了高精度大规模的并行计算程序. 利用该程序模拟了煤矿巷道中的爆轰波的传播过程. 研究结果得出了纵向和横向浓度梯度对瓦斯爆炸的影响规律,模拟结果与理论分析结果基本吻合.

5阶WENO有限差分法在界面追踪中的应用

林贤坤, 李健, 荣吉利, 项大林

2015, 35(4): 341-346. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.003

摘要(1460) PDF(1504)

摘要:
为实现高精度和高分辨率追踪流体运动界面,采用流体体积函数(VOF)法,将VOF函数的二维运输方程转化为一维守恒律方程后,空间导数采用5阶WENO有限差分法离散,时间导数采用3阶Runge-Kutta法离散,数值流通量采用Local Lax-Friedrich通量计算,运动界面采用Youngs界面重构技术重构,从而给出一种5阶高精度和高分辨率的流体运动界面追踪方法. 将该方法分别应用于平移、旋转场和剪切流场中经典模型的运动界面追踪,结果表明本文方法可实现流体运动界面高精度和高分辨率的追踪.

六光束脉冲激光探测定向战斗部最佳起爆方位角研究

郭泽荣, 李洛, 温玉全, 李元

2015, 35(4): 347-350,356. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.004

摘要(1155) PDF(1191)

摘要:
为能够利用配备定向战斗部的防空火箭弹有效打击武装直升机,对六光束脉冲激光探测控制战斗部定向起爆进行了研究. 根据激光探测系统所能获得的信息,建立了定向战斗部最佳起爆方位角的数学模型,并利用Matlab进行仿真.仿真结果表明,利用六光束激光探测系统所提供的信息能够确定火箭弹定向战斗部的最佳起爆方位角,为火箭弹研制奠定了理论基础.

垂直管道中锆粉云火焰传播速度特性及锆颗粒群燃烧模型

王秋红, 孙金华, 文虎, 王清峰

2015, 35(4): 351-356. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.005

摘要(1304) PDF(987)

摘要:
在粉尘云瞬态火焰实验系统上开展实验研究,揭示了垂直管道中锆金属云的火焰传播速度特性并建立了垂直管道中向上运动的锆颗粒群燃烧模型. 研究结果表明,锆颗粒的燃烧产物二氧化锆颗粒具有单斜和四方两种晶相. 管道中的锆粉云浓度高低可根据火焰锋面形状进行初始判断. 垂直管道中锆粉云的最大火焰传播速度随锆粉云浓度的增加先增大后减小,这是由于管道中富燃料燃烧缺氧和未燃颗粒吸收体系热能而造成. 锆粉云浓度为0.625 kg/m³时,管道中出现最快火焰的传播速度可达39.7 m/s. 在锆颗粒群燃烧模型中将颗粒燃烧过程分为4个阶段. 从宏观现象和微观机理上对锆粉云在垂直管道中的火焰传播过程进行了表征.

新型水动力弹射技术研究

吴向阳, 毕世华, 李春萍, 王海岳, 马艳丽

2015, 35(4): 357-362. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.006

摘要(1089) PDF(1033)

摘要:
针对水动力能源系统开展了新型水动力弹射技术的探索性研究,采用数值模拟和理论分析相结合的手段对弹射过程进行了数值仿真,并采用参数选取约束分析的方法对系统结构中的重要参数进行了分析,给出从设计参数输入到关键参数选取的方法. 数值仿真结果表明,两种数值方法计算结果一致性较好,验证了原理的正确性和方案的可行性. 并通过关键参数优化对比,提出增大设计冗余和采用较小的压力容器中高压气室的体积比例两个参数优化的方向.

舵叶随动式液压球形关节运动学及性能分析

方守龙, 王亮

2015, 35(4): 363-367,377. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.007

摘要(941) PDF(1115)

摘要:
针对球面运动机构驱动方式问题,提出了一种新型液压驱动球形关节机构,该机构利用超全周转动马达及舵叶摆动马达作为驱动,可以实现超全周转动;由机构学理论推导了正逆运动学方程及雅克比矩阵,得出了机构的奇异位形;分析了机构的灵巧度性能指标及惯性力全域性能指标,通过仿真找到了机构性能较优时的结构参数. 该关节机构具有结构紧凑、低耦合、负载大并且能够实现全方位输出的特点.

面向交易的企业知识资源价值评估方法

胡耀光, 李静雯, 闻敬谦, 阎艳

2015, 35(4): 368-372. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.008

摘要(1283) PDF(822)

摘要:
基于对知识资源的劳动价值、技术价值、使用价值等属性分析,提出针对单一知识资源的价值评估指标体系,建立了两阶段知识资源价值评估理论模型:采用结构方程模型验证并修正知识资源价值评估指标体系,利用层次分析法进行计算、求解.对国内某大型航天研究院知识资源价值进行评估验证,结果表明劳动价值、技术价值、使用价值对知识资源的价值有显著正影响.给出了提高企业知识资源价值评估效率的对策和建议.

一种Adhoc网络的跨层拥塞控制改进方案

滕艳平, 柴宝仁, 谷文成, 李大辉

2015, 35(4): 373-377. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.009

摘要(890) PDF(1148)

摘要:
针对传统的TCP拥塞控制协议不能很好适用于无线Ad hoc网络的问题,本文利用跨层设计思想和优化理论,通过提取协议栈各层的特性参数,给出了无线Ad hoc网络跨层拥塞控制的改进方案CCIM (cross-layer control improvement methods). 提出了将MAC层输入、输出速率与网络层缓存队列长度相结合的拥塞检测新方法,并依据ECN显示拥塞反馈机制和扩展信令传递机制,对拥塞控制和随机接入进行建模,以便获取最优发送速率. NS2仿真结果表明,该方案能够降低端到端传输时延,使网络吞吐量和公平性得到了明显改善.

基于次用户检测能力的认知无线电频谱共享博弈

李鑫滨, 韩松, 刘志新, 温淑焕

2015, 35(4): 378-383. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.010

摘要(1151) PDF(939)

摘要:
基于博弈论研究认知无线电系统中主用户和次用户频谱共享方法. 认知无线电系统中,主用户出售空闲频谱给次用户,以获得收益,次用户则通过博弈竞争空闲频谱资源. 由于不同的次用户检测能力各异,主用户对次用户的频谱共享意愿也不同. 根据次用户的检测能力强弱为认知用户设置优先级,提出将反映次用户检测能力的终端设备剩余电量百分比体现在价格函数中,从而得到新的效用函数. 通过仿真表明了该博弈算法能使频谱分配更加有效、公平、合理.

基于CPG的四足机器人抗侧向冲击的动态稳定性研究

罗庆生, 周晨阳, 贾燕, 高剑锋, 刘芳政

2015, 35(4): 384-390. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.011

摘要(1310) PDF(1777)

摘要:
为解决四足机器人受到侧向冲击时的稳定性控制,提出了基于CPG和侧向踏步反射的控制方案:以Hopf振荡器构成的CPG网络为基础,通过为侧偏关节构造具有触发使能性质的振荡器,为四足机器人引入侧向踏步反射机制. 利用ZMP理论,引入倒立摆模型,从动力学角度预测四足机器人侧向踏步所需的步长与次数. 通过该反射,四足机器人在承受侧向冲击时产生的侧向加速度能够在较短时间内恢复正常,此后终止反射,配合正常直线行走控制方案,四足机器人就能够圆满实现在行走状态下受到侧向冲击后的稳定性控制,其抵御侧向冲击的能力显著提高. 利用Matlab与Adams联合仿真,该方案的可行性和有效性得到了可靠验证.

基于改进粒子群优化的弹道并行求解算法

邓方, 崔静, 方浩, 李凤梅, 郭素

2015, 35(4): 391-396. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.012

摘要(1122) PDF(876)

摘要:
弹道解算精度与解算时间直接影响了火控系统的整体性能,然而精度与时间往往是相互矛盾的两个因素,在不损失精度的情况下提高解算速度具有重要意义. 基于改进粒子群优化的弹道并行求解算法,采用并行求解算法充分发挥多核计算机的性能,从而在不损失精度的前提下有效地提高了弹道解算的效率. 该方法首先通过引入粒子群优化算法将弹道解算转化为一个寻优过程,利用周氏迭代修正公式计算得到的修正角度引导粒子群更新加快算法的收敛速度;然后通过将粒子分配到并行域的线程中将弹道解算方法并行化. 数值实验表明本方法可以有效提高弹道解算的收敛速度,将计算时间平均缩短为原有时间的1/5.

泵阀并联系统复合式控制策略研究

汪首坤, 彭建敏, 王军政, 谢文

2015, 35(4): 397-402. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.013

摘要(800) PDF(1576)

摘要:
为综合泵控高效节能和阀控高精度快响应的优势,研究一种泵阀并联位置伺服系统. 建立泵阀并联系统数学模型,并分析系统特性及油源效率;针对系统定位控制,提出一种泵PID控制、阀分段作用PID控制的分段双PID复合控制策略;针对系统动态跟踪控制,提出泵控回路采取PID控制并固定其输出,阀控回路始终采取迭代学习控制的复合控制策略. 仿真结果表明,在定位控制方面,相比纯泵控系统,分段双PID控制策略能够明显提高系统响应速度;在动态跟踪控制方面,固定PID输出和迭代学习控制相结合的复合控制策略,能使系统兼具高效节能和高精度快响应的优势.

基于确定学习的机器人故障诊断

吴玉香, 张景, 王聪

2015, 35(4): 403-408,413. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.014

摘要(1366) PDF(1173)

摘要:
针对存在扰动的机器人系统,提出了一种基于确定学习的故障诊断方法.基于确定学习理论,采用RBF神经网络获取正常模式和各种故障模式下的系统动态知识,并将学到的知识以常数神经网络权值的形式存储于模式库中.诊断过程不再需要重新训练神经网络,而是对已学知识的再利用,并运用动态模式识别的方法实现故障的快速检测与分离.仿真验证了所提方法的正确性和有效性.

全向紫外光通信技术研究

黄刚, 唐义, 黄河清, 张学彬, 倪国强

2015, 35(4): 409-413. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.015

摘要(1087) PDF(1046)

摘要:
针对国内外在全向紫外光通信理论模型研究方面的空白,以及系统的通信距离近、无法实现全向的问题,基于蒙特卡罗方法,建立全向紫外光通信的信道模型,分析接收信噪比;并基于紫外LED阵列及光电倍增管,通过对全向发射/接收天线的光学设计,采用4-PPM调制方式,建立速率为115.2 kbit/s的全向紫外散射光通信测试系统. 经过测试,接收系统的信噪比与模型仿真基本一致,实现了100 m范围内的全向通信,误码率优于1×10^-5.

惯性测量组件离心机标定及误差分析方法

赵剡, 张少辰, 胡涛

2015, 35(4): 414-420. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.016

摘要(1194) PDF(2100)

摘要:
针对传统惯性测量组件(IMU)标定方法不能根据加速度计测量量程提供足够大的信号激励,并且现有离心机标定方法未考虑IMU在离心机上的安装位置偏差的问题,提出了一种基于离心机的IMU标定及误差分析方法. 将IMU按照6个基准位置安装于离心机上,通过离心机在水平面内旋转,为IMU提供角速度激励和加速度激励. 通过对IMU的输出进行旋转积分,可以消除地球自转以及离心机不水平带来的谐波影响,获得IMU的输出方程. 在不考虑IMU在离心机上安装的位置偏差角的情况下,采用线性最小二乘法求解;在考虑IMU偏差角的情况下,采用牛顿法求解,可以标定出IMU的标度因数、安装误差、零偏、IMU偏差角等共计27个误差系数. 建立了标定方案中的离心机控制模型和误差传播模型,并对模型进行了仿真验证. 仿真试验表明,该标定方法步骤简单,输入激励可调,标定结果误差可控.

基于FAST关键点的增强现实跟踪注册算法

陈靖, 孙源

2015, 35(4): 421-426. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.017

摘要(981) PDF(1908)

摘要:
介绍了一种基于 FAST关键点的无标志点增强现实跟踪注册算法. 算法在标定关键帧图像的基础上,对获取的视频图像,使用FAST角点探测算法提取特征点并建立相应点的SURF描述. 经过RANSAC算法消除外点后,将这些点与关键帧图像中的FAST关键点进行匹配,获取摄像机的姿态,完成系统的自动跟踪注册. 实验结果表明,算法实时性好、鲁棒性强、跟踪定位精度高,有效推动了AR在智能终端的应用.

一种基于对数似然比的解扩方法

刘郑, 郑建生, 雷莉, 郭文飞

2015, 35(4): 427-431. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.018

摘要(916) PDF(1551)

摘要:
提出了一种基于对数似然比的解扩方法. 该方法基于解调输出的软信息(即对数似然比)解扩且输出也为软信息,理论分析表明该方法的误码率能达到最佳误码率性能. 在不同调制方式下对该解扩方法的误码率进行了仿真,结果显示该方法的误码率曲线与最佳误码率理论曲线重合,且比传统基于硬信息的解扩方法的性能优化2 dB左右. 利用该方法可以方便地与软信息输入输出的Turbo信道编译码技术相结合.

经典理想气体模型的信息几何结构及不稳定性

曹丽梅, 张真宁, 孙华飞

2015, 35(4): 432-435. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.019

摘要(974) PDF(1079)

摘要:
从信息几何的角度研究了经典理想气体模型.探讨了经典理想气体模型的α-几何结构.借助于几何结构,通过测地弧长、体积元以及Jacobi向量场分析了模型的不稳定性.并且给出了模型的Lyapunov指数.

HLLC黎曼解法器的优化与应用

贾月玲

2015, 35(4): 436-440. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2015.04.020

摘要(1181) PDF(2175)

摘要:
研究适合一般状态方程的HLLC近似黎曼解法器的音速熵故障问题. 受Oleinik熵条件的启发,基于HLL与HLLC黎曼解法器自身的特点及一阶迎风格式的数值黏性,利用HLL黎曼解法器的思想,通过设定阈值克服了HLLC黎曼解法器的跨音速稀疏波内的音障问题,使该解法器是整体满足熵条件的正格式,并应用到一步ALE方法中计算多介质问题. 数值算例显示了优化的特性.

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2015年第35卷第4期

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