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2019, 39(4): .

摘要(627) PDF(340)

摘要:

2019, 39(4): .

摘要(617) PDF(280)

摘要:

基于卫星通信的空中爆炸冲击波威力测试系统

吕中杰, 韩金良, 黄风雷

2019, 39(4): 331-336,440. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.001

摘要(1262) PDF(503)

摘要:
针对空中爆炸冲击波威力测试中测试环境恶劣、设备无法监控、数据回收困难等问题，基于空中爆炸冲击波力学特性和传播规律，综合运用存储测试技术和卫星通信技术，研究一种卫星方式通信的冲击波威力测试系统，给出了系统设计方案和实现方法.测试系统能在任意环境下完成任意距离的无线数据传输，实现测试设备的无线远程监控和试验数据快速回传，节省了大量的人力和时间成本，且有效提升测试试验的可靠性与稳定性.对测试系统在网络调试助手模拟和实爆测试两种状态下开展测试试验，并将测试结果与Henrych公式计算结果进行对比分析，结果表明研制的系统测试数据准确、传输可靠性高，满足复杂恶劣环境下装药冲击波超压实际测试需求.

聚脲弹性体涂覆结构抗侵性能与层间作用机制研究

张鹏, 王志军, 赵鹏铎, 张磊, 刘瀚, 徐豫新

2019, 39(4): 337-342,358. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.002

摘要(1094) PDF(406)

摘要:
研究了聚脲弹性体涂覆钢板、涂覆纤维复合材料板抗破片侵彻性能以及涂层与底材层间作用机制.通过弹道试验加载3.3 g立方体破片撞击聚脲涂覆钢板、FRC板结构，获得无涂覆、迎弹面涂覆和背弹面涂覆3种涂覆类型结构的弹道极限，得到了不同涂覆方式下结构抗侵彻性能差异以及变形与失效特征.结果表明，聚脲弹性体涂层对涂覆结构抗破片侵彻性能的影响作用与涂覆底材自身的吸能机制相关；钢板吸能形式为局部变形与剪切冲塞，涂层对钢板耗能作用影响小，且能够有效提高结构抗侵性能，迎弹面涂覆效果优于背弹面；FRC板吸能形式主要为背部纤维的拉伸断裂与层间分离，背弹面涂层抑制纤维板吸能作用，大幅降低涂覆结构抗侵效率.

基于图像高维特征压缩映射的混凝土表面裂缝检测算法

王保宪, 王哲, 张宇峰, 赵维刚, 李义强, 王凯

2019, 39(4): 343-351. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.003

摘要(1101) PDF(580)

摘要:
在复杂背景下，基于单一朴素特征表示的混凝土裂缝检测算法易受光照、背景杂波的干扰.利用多种图像区域特征描述子可以提取混凝土图像区域大量丰富的纹理特征，取得良好的裂缝病害检测效果.然而高维度的图像区域特征向量给后续的裂缝分类检测过程带来巨大的存储与计算负担.针对此问题，提出一种基于图像高维特征压缩映射的混凝土表面裂缝检测算法.基于Johnson-Lindenstrauss引理，本文算法可以利用较少的区域特征向量获得关于裂缝与非裂缝区域具有良好区分度的特征描述.在高维特征压缩映射的基础上，进一步利用最小二乘支持向量机快速准确地判断出裂缝与非裂缝样本.通过在实际采集的混凝土图像数据集上进行测试验证，本文算法的训练效率比高维样本模型训练快150多倍，同时裂缝病害区域检测准确率为90.3%、召回率为91.2%，优于其他对比裂缝检测算法.

基于构型设计的包装容器缓冲效应数值分析

陈新发, 叶天, 李玉龙, 索涛

2019, 39(4): 352-358. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.004

摘要(752) PDF(393)

摘要:
基于材料结构塑性变形能量耗散机理，提出了3种基于构型设计的安全包装容器，并采用Abaqus/Explicit有限元软件针对包装容器不同姿态自由跌落进行了数值模拟，分析了容器结构50 m高度自由跌落正碰、侧碰和斜碰金属靶体的冲击响应.数值结果给出了不同冲击环境下安全包装容器各部件变形及应力分布，讨论了不同结构形式包装容器的冲击缓冲性能.研究表明，3种构型设计的包装容器均能承受50 m高度自由跌落冲击，基于外壁凸起的薄壳结构和低阻抗宽平台应力材料填充方式的缓冲设计方法均能实现对被保护体有效的冲击防护.

多径条件下GNSS干扰信号测向分布研究

陈树新, 陈建华, 吴昊, 岳龙华

2019, 39(4): 359-364. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.005

摘要(1201) PDF(431)

摘要:
为开展GNSS干扰源定位研究，围绕信号多径传播建立了干扰信号相位的多径衰落模型并提出了测向分布描述方法.首先针对GNSS干扰信号给出了测向模型以及理论误差；其次仿真分析了多径条件下干扰信号相位分布与莱斯因子的关系，通过推导相位分布PDF建立信号相位的数学模型；最后利用蒙特卡洛仿真研究测向分布与莱斯因子和来波方向的关系，并采用置信区间进行数学描述.理论推导和仿真结果表明，当莱斯因子较大时多径条件下的干扰信号相位服从高斯分布，测向结果方差随莱斯因子增加而减小，且来波方向垂直于基线时方差最小，莱斯因子大于20时同一置信水平下的置信区间趋于稳定.

隐身战斗机红外辐射特征计算及红外隐身效果分析

王彪, 丛伟, 王超哲, 杨永建, 黄金科

2019, 39(4): 365-371. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.006

摘要(1129) PDF(701)

摘要:
针对飞机红外隐身和反隐身技术发展的需要，建立了隐身飞机红外图像的仿真模型，并对飞机的红外隐身效果进行了评估.首先在飞机红外辐射计算模型的基础上，对二元喷管、低发射率蒙皮、发动机舱隔热、喷管冷气注入等进行红外隐身建模，经过渲染生成隐身飞机的红外图像；然后对低发射率蒙皮、发动机舱隔热与喷管冷气注入3种红外隐身措施的隐身效果进行分析.仿真结果表明，不同的隐身措施下，隐身战斗机辐射差异较大.

具有沉浸感的毛笔书写行为实时仿真

黄冬, 安维华, 张雯婷

2019, 39(4): 372-377. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.007

摘要(892) PDF(316)

摘要:
提出一种毛笔书写行为的实时仿真技术.在毛笔的几何外形方面，采用了骨骼蒙皮的建模方式，并提出一种骨骼旋转参数的快速算法，从而实现了笔头在运动过程中的弯曲和扭转两种变形效果；在水墨效果方面，采用了基于粒子系统的墨水扩散模型，能够灵活地控制墨迹在纸面上的浸染效果.基于上述技术，使用头戴显示器和力反馈设备，实现了一个毛笔书写仿真系统，具有很好的实时性和沉浸感.

动力翼伞系统耦合补偿控制策略研究

檀盼龙, 罗淑贞, 孙青林

2019, 39(4): 378-383. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.008

摘要(802) PDF(293)

摘要:
动力翼伞系统是具有强非线性、强耦合特性的系统，其精确控制比较困难.动力翼伞系统具有两个控制通道，控制的难度在于纵向推力对下偏控制存在着非线性的强耦合作用，在受到风场干扰时会导致系统耦合加剧，从而在控制过程中引起较大偏差，甚至导致系统失速.本文提出了一种基于耦合补偿的自抗扰控制策略，并将该非线性耦合关系设计为扩张状态观测器中的已知扰动，从而提高了控制器的跟踪性能.在动态耦合补偿的基础上改进控制律，将非线性动力翼伞系统设计成易于控制的独立积分器，从而提高横向轨迹跟踪控制器的抗干扰性和控制跟踪性能.通过仿真实验可验证该控制策略优于传统的自抗扰控制（active disturbances rejection controller，ADRC）和PID控制.

考虑缓冲时间成本的鲁棒性停机位分配

冯霞, 王青召

2019, 39(4): 384-390. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.009

摘要(752) PDF(279)

摘要:
针对实际航班提前或延误给停机位分配带来的扰动问题，分析了航班实际到离港时间偏离计划时间的分布规律，提出了基于缓冲时间成本的停机位分配鲁棒性评价函数.在此基础上，建立了以缓冲时间成本、机位-航班大小差异度和远机位数等最小为优化目标的鲁棒性停机位分配模型，设计了求解模型的禁忌搜索算法.基于首都国际机场两个典型的A、B工作日实际运行数据的模型验证结果表明，所提方法与不考虑鲁棒性及传统最小化空闲时间离差平方和的停机位分配相比，在A日航班冲突分别减少了98.1%和97.6%，在B日航班冲突分别减少了74.3%和70.8%，有效地提高了停机位分配计划的鲁棒性.

半结构环境中电力作业机器人机械手鲁棒轨迹跟踪控制

江维, 王杰, 陈伟, 余联庆, 李红军, 吴功平

2019, 39(4): 391-398. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.010

摘要(981) PDF(390)

摘要:
在输电线路高电压、强电磁干扰的恶劣半结构环境下，为有效抑制扰动信号及各种不确定性因素对电力作业机器人机械手轨迹跟踪精度和运动稳定性的影响，提出了一种基于H∞控制理论的机器人机械手鲁棒轨迹跟踪运动控制方法.通过机器人控制体系结构的分层，利用拉格朗日法并结合关节电机电枢电压方程对机器人的不同动力学行为进行了动力学建模，获取了机器人动力学行为和动力学参数的映射模型，在此基础上推导出了扰动及不确定性因素情况下关节运动控制的状态空间表达式，并以此构建立了机械手H∞轨迹跟踪控制模型，利用线性矩阵不等式（LMI）求解了相应的轨迹跟踪H∞控制器，最后通过仿真实验验证了H∞控制的有效性.现场作业试验进一步验证了该控制方法的工程实用性，同时该控制方法具有通用性好、适应性强、易于扩展的显著特性.

面向一类混合退化装备RUL预测的平行仿真技术

葛承垄, 朱元昌, 邸彦强, 孟宪国

2019, 39(4): 399-405. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.011

摘要(1120) PDF(287)

摘要:
针对一类带离散冲击的混合退化装备剩余寿命预测问题，研究了面向混合退化装备剩余寿命预测的平行仿真技术.提出以混合Wiener状态空间模型为基础仿真模型，以泊松冲击到达为模型选择判据，在实时退化数据驱动下，实现仿真模型在线选择，利用强跟踪滤波和期望最大化算法进行仿真模型数据同化和未知参数在线估计，从而实现仿真模型演化，提高仿真模型逼真度.在此基础上，实现了基于平行仿真的剩余寿命实时预测.利用某轴承性能退化数据对平行仿真方法进行了实例验证，仿真结果表明平行仿真方法能有效仿真轴承的性能退化过程，剩余寿命预测的不确定性小、精度高.

基于PCA-NARX的锂离子电池剩余使用寿命预测

庞晓琼, 王竹晴, 曾建潮, 贾建芳, 史元浩, 温杰

2019, 39(4): 406-412. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.012

摘要(1338) PDF(311)

摘要:
目前基于数据驱动的锂离子电池RUL预测方法不能较好地适应于同类型不同电池的RUL预测，且预测精度易受健康因子冗余或不足的影响.针对以上问题，提出一种结合主成分分析（PCA）特征融合与非线性自回归（NARX）神经网络的锂离子电池RUL间接预测框架.首先提取多个能反映电池性能退化的可测参数，并将PCA去除冗余后的结果作为预测健康因子；然后利用一组电池的全寿命数据构建基于NARX神经网络的健康因子和容量预测模型，对同类型不同电池预测时将该电池寿命前期健康因子作为输入，即可间接预测出其RUL.最后实验结果表明所提框架在同类型不同电池RUL的预测中精度较高且适应性较强.

集成式电液制动系统建模与压力控制方法研究

上官文斌, 梁土强, 蒋开洪, 唐文

2019, 39(4): 413-418. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.013

摘要(1002) PDF(286)

摘要:
以集成式电液制动系统（integrated electro-hydraulic brake，I-EHB）为研究对象，建立了其机械、液压子系统的数学模型，得到了系统的5阶非线性状态方程.在I-EHB系统处于不同压力下的平衡状态的方程进行线性化处理，得到系统的传递函数，并利用AMESim软件验证了传递函数的正确性.设计了基于PID控制的位置-压力串级控制器，伺服主缸活塞处于死区行程内，采取以补偿孔位置为活塞运动目标的位置反馈控制；超过死区行程后，采用以伺服主缸目标压力跟随为控制目标的压力反馈控制.将伺服主缸压力响应时间和超调量分别控制在80 ms，6%内，有效提高I-EHB系统的制动安全性和舒适性.

含哈密顿算子的并联式内积张量泛函变分问题

老大中, 张彦迪, 杨策

2019, 39(4): 419-426. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.014

摘要(964) PDF(380)

摘要:
讨论变分法中含哈密顿算子即梯度、散度和旋度的并联式张量的泛函变分问题.根据n阶张量并联式内积和串联式内积运算规则，给出张量泛函变分问题的基本引理.提出并证明含哈密顿算子的张量泛函变分问题的定理；通过直接对张量的梯度、散度和旋度进行变分，得到欧拉方程和相应的自然边界条件.通过若干算例验证了欧拉方程的正确性.扩展伴随算子的内涵，提出右伴随算子的概念，讨论伴随算子或自伴算子与梯度、散度和旋度算子的关系，指出所讨论的泛函变分问题实质上是符合伴随算子或自伴算子定义的运算.

基于改进LDA的在线医疗评论主题挖掘

高慧颖, 刘嘉唯, 杨淑昕

2019, 39(4): 427-434. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.015

摘要(1324) PDF(311)

摘要:
对利用主题模型挖掘医疗服务主题进行了深入研究，针对LDA主题模型用于医疗评论主题挖掘中存在的语义稀疏、共现信息不足等问题，提出一种基于词共现分析与LDA主题模型结合的CO-LDA模型.首先使用词共现分析方法对评论语料库进行分析，得到词共现矩阵.其次利用LDA主题模型对语料评论进行建模表示，挖掘出患者对医疗服务的关注点.基于平均最小JS距离、平均肯德尔等级相关系数τ_b及平均TF-IDF 3个指标对比CO-LDA模型与传统LDA模型在医疗评论主题挖掘中的应用效果，实验最终表明CO-LDA模型识别主题的一致性和主题质量优于LDA模型.将实验结果与中国《医院评价标准》进行对比，一致性较高，说明基于CO-LDA的在线医疗评论主题挖掘方法的有效性.

闭环模型的资源再利用仿真研究

杨天剑, 宋景秀, 殷明瑞

2019, 39(4): 435-440. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.04.016

摘要(784) PDF(295)

摘要:
考虑三、四线城市渠道商付出的服务努力因素，研究由平台与渠道商组成的两级供应链的最优决策问题.研究发现，分散决策不能实现回收量、二手手机销售量及利润的最大化，以集中决策为基准设计固定转移支付法实现供应链协调.通过算例分析验证了分享比例和消费者便捷敏感度参数对供应链决策的影响和有关结论的成立.

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2019年第39卷第4期

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