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2020, 40(11): .

摘要(817) PDF(309)

摘要:

2020, 40(11): .

摘要(720) PDF(352)

摘要:

六自由度水下机械臂动力学模型及流阻影响研究

王懿, 张爱霞, 郭瑞岩, 张成良

2020, 40(11): 1143-1149. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.207

摘要(1183) PDF(546)

摘要:
针对应用于深水环境的六自由度水下机械臂，首次基于迭代Newton-Euler矢量力学方法和Morison方程建立了静水条件下考虑流体阻力的六自由度机械臂动力学模型，得到了各关节流体拖曳力矩和附加质量力矩的解析表达式，进而推导获得了各关节的驱动力矩和水阻力矩解析表达式.通过Matlab软件仿真分析了流体阻力对机械臂关节控制力矩的最大影响可达8.69%，结果表明流体阻力对机械臂的影响是不可忽视的.在某些水下高精度作业的情况下，应用文中提出的考虑流体阻力影响的六自由度机械臂动力学模型可以获得更高的机械臂控制精度.

基于DOE及RSM的单线圈磁流变阻尼器优化设计及动力性能分析

胡国良, 易锋, 张佳伟, 喻理梵

2020, 40(11): 1150-1160. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.210

摘要(1063) PDF(411)

摘要:
设计了一种单线圈磁流变阻尼器，并推导其阻尼力数学模型.为使磁流变阻尼器在固定尺寸内得到最优性能，采用实验设计（design of experiments，DOE）和响应曲面法（response surface methods，RSM）相结合的方法得到磁感应强度与设计变量的近似响应函数，建立目标函数并求解得到最优几何参数.对单线圈磁流变阻尼器进行电磁场仿真和动力性能仿真；搭建动力性能测试试验台，分别测试优化前后阻尼器在不同电流、频率、振幅及速度下的动力性能.实验测试结果表明，优化前阻尼器最大输出阻尼力仅有253 N，优化后阻尼器的最大输出阻尼力可达560 N；优化前阻尼器最大可调范围为3.7，优化后阻尼器的最大可调范围为4.8，输出阻尼力随电流变化连续可调，具有良好的动力性能.

一种GAF-CNN行星齿轮箱故障诊断方法

庞新宇, 仝钰, 魏子涵

2020, 40(11): 1161-1167. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.064

摘要(1146) PDF(515)

摘要:
为将深度学习识别2D图像的优势应用于行星齿轮箱故障诊断，提出一种格拉姆角场-卷积神经网络行星齿轮箱故障诊断模型.利用格拉姆角场中的格拉姆角差场和格拉姆角和场两种方法，将行星齿轮箱振动信号转化为2D图像，提取图像特征并输入优化后的卷积神经网络模型，最终获得理想的识别精度.通过研究网络参数、不同网络层对故障诊断模型的影响，构建模型的最优组合.试验和对比结果表明，格拉姆角差场卷积神经网络比格拉姆角和场卷积神经网络具有更高的识别精度，在行星齿轮箱故障诊断方面的效果优于其他智能算法.

射击全过程典型步枪人枪作用特性研究

王缘, 王亚平, 徐诚

2020, 40(11): 1168-1173,1189. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.196

摘要(819) PDF(410)

摘要:
为研究步枪射击全过程中人枪动态响应特性和规律，采用三维运动捕捉系统、表面肌电测试系统和足底压力测试系统，获得了瞄准和三发点射过程中枪的运动、上肢肌肉和关节角度响应、人枪压力中心和三发点射散布等数据.试验结果表明，枪托过短时，右肘角度变小导致瞄准阶段三角肌中束疲劳，而首发射击准确度下降；右臂与躯干夹角变小使得射击过程中右臂肱二头肌不易发力，肱三头肌补偿发力而稳定性变差，点射散布变差.分析指出，在枪托长度变化下最能反映三发点射散布的特征量为右臂肱三头肌积分肌电值.

基于磁流变阻尼器的轴系扭振特性研究

李云强, 陈翠翠, 陈香春, 吴滨, 张俊红

2020, 40(11): 1174-1181. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.240

摘要(916) PDF(432)

摘要:
针对传统被动硅油减振器调谐范围较窄、不易匹配的问题，基于磁流变液的流变效应，提出并设计了一种应用于轴系扭振半主动控制的磁流变阻尼.根据所设计的磁流变阻尼器结构，推导建立了其力学模型，并对其进行了磁场仿真；然后将其引入到曲轴系统中，建立磁流变阻尼器-曲轴系统耦合模型，利用Newmark法进行数值仿真，获得曲轴系统的扭振响应，并分析作用于磁流变阻尼器上的电流对扭振特性的影响.结果表明：磁流变液板极外的漏磁与磁压降较小，所设计的磁路是有效的；传统的硅油减振器对曲轴6谐次扭振幅值具有较好的抑制作用，但是对4.5谐次扭振效果的抑制不理想，反而使扭振幅值增大；与传统硅油减振器相比，采用磁流变阻尼器可使曲轴系统具有明显的变刚度、变阻尼特性.通过施加合适的电流，可使曲轴系统的扭振幅值在整个工作转速范围内达到最低.

动力定位船矢量推进器回转动力学响应分析

高嵩, 国岩, 李新飞, 袁利毫

2020, 40(11): 1182-1189. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.278

摘要(978) PDF(462)

摘要:
为研究全回转矢量推进器回转动力学系统的响应特性，对瓦锡兰某型矢量推进器的液压回转系统的组成进行深入分析，研究了泵控液压马达驱动齿轮减速机构带动推进器进行回转的工作原理，建立了矢量推进器回转动力学系统的数学模型，提出了一种全回转矢量推进器实现目标方位角快速跟踪的改进控制方法，构建了一种矢量推进器回转动力学异步控制频率仿真系统，分析了不同目标方位角时推进器的方位角、角速度、液压系统的动态响应特性，建立了矢量推进器回转响应的物理约束条件.仿真结果表明，建立的动力学模型可模拟真实矢量推进器的回转运动响应过程，同时可实现矢量推进器回转方位角的快速、准确控制，对全回转矢量推进器和动力定位船舶推力分配方法的研究具有较重要的指导意义和工程价值.

框架类机载设备支架的结构设计与试验研究

郭磊, 刘检华, 邢立华, 袁倩, 夏焕雄

2020, 40(11): 1190-1194. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.208

摘要(784) PDF(330)

摘要:
为解决满足高强度与轻量化要求的复杂框架类设备支架仿真模型不够精确的难题，通过在有限元分析设计的基础上，利用静力加载试验方法找出结构强度的薄弱环节，再建立结构力学模型进行失效机理分析，提出改进方案.静力试验结果表明：新的设备支架未发生明显塑性变形，局部设计改进有效，满足了航空极限过载要求；仿真、试验与理论模型相结合的设计方法可实现以较少材料增量的方式提高产品强度，为框架类支架设计改进提供有效的方案.

人眼对标定界面的注视效果研究

白柯萌, 王建中, 王洪枫, 张晟

2020, 40(11): 1195-1202. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.233

摘要(854) PDF(460)

摘要:
通过眼动跟踪实现精确瞄准注视目标，将成为无人武器的重要操控方式.标定是眼动跟踪的重要环节，受人眼观察及眼动生理特性影响，不同的标定界面会使人眼产生不同的注视效果.通过改变标定界面的背景及标定点的颜色、形状、大小等要素，采用最小二乘回归的方法建立视线估计映射模型进行标定，进行5×5均匀分布25点注视测试，对比分析设计的27组标定界面的注视准确度和精密度，选出最佳标定界面，以此研究人眼对标定界面的注视效果.实验结果表明：27组标定界面中1号界面的注视准确度最好（0.69°±0.43°），24号界面的注视精密度最好（0.27°±0.083°）；以注视准确度为主、兼顾精密度的准则，1号标定界面为最佳标定界面.

基于OOK体制的激光统一测控系统设计与实现

朱宏权, 邢强林, 傅一文, 韩航程

2020, 40(11): 1203-1206. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2018.235

摘要(974) PDF(404)

摘要:
激光统一测控系统采用激光链路同时实现高速通信、高精度测距和时钟同步.为了实现激光统一测控系统，根据异步应答测距方法，设计研制了基于OOK体制的激光统一测控系统原理样机，样机包含两套激光模拟终端，分别向对方发送包含测量数据帧的激光调制信号，并记录发送测量数据帧和接收测量数据帧的本地钟时间，据此计算得到距离、钟差、相对频差的测量结果.样机有线对接试验表明，在码率为2.5 Gbit/s的双向激光通信条件下，测距随机误差为6.2 mm，测距系统误差为1.3 mm，钟差测量随机误差为27 ps，相对频差测量随机误差为2.7×10^-13.该样机为激光统一测控设备的研制和应用提供了技术支撑.

基于重构子互相关的BOC无模糊度跟踪方法

符强, 陈孝倩, 纪元法, 孙希延, 蔚保国

2020, 40(11): 1207-1215. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2018.197

摘要(943) PDF(376)

摘要:
针对BOC体制信号的自相关函数具有多峰性质导致BOC存在的模糊跟踪问题，提出了子互相关函数概念及基于重构子互相关函数的无模糊度跟踪方法.通过分析对比各子互相关函数，重构生成仅具有单一相关峰并保持BOC窄相关特性的相关函数.以BOC（1，1）和BOC（10，5）为例进行仿真与分析，模糊度有效性表明本文方法相比ASPeCT与BPSK-like能够更好地去除副峰且保持窄相关，鉴相曲线表明对于BOC（1，1）与BOC（10，5），本文方法相对BPSK-like的线性区域斜率增益分别为5.2 dB与7.2 dB，抗多径性能表明本文方法相比ASPeCT与BPSK-like的多径误差最小，抗噪声性能表明对于BOC（1，1）与BOC（10，5）本文方法相比BPSK-like的码跟踪误差标准差分别减少了0.046Tc与0.030Tc.

基于重采样的COLD阵列波达方向和极化参数联合估计

马慧慧, 陶海红

2020, 40(11): 1216-1222. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2018.113

摘要(824) PDF(397)

摘要:
针对在低信噪比情形下DOA和极化参数估计性能严重下降的问题，提出了基于重采样的COLD阵列参数估计方法.该算法有效结合了ROOT-MUSIC和重采样技术，并对重采样技术作出了改进，利用COLD阵列ROOT-MUSIC算法，可以降低求根阶数，减少计算量；利用改进后的重采样方法，可以大幅度提升低信噪比下的参数估计性能.并通过参数估计结果可行性判定方法，保留参数估计正常值，剔除异常值.本文提出的这种算法，使在低信噪比情况下，参数估计精度得到提高.仿真实验结果验证了该算法对信号DOA和极化参数估计的有效性.

Mask RCNN在雾化背景下的船舶流量检测

聂振钢, 任静, 卢继华

2020, 40(11): 1223-1229. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.213

摘要(1210) PDF(401)

摘要:
基于掩码区域卷积神经网络（Mask region-convolutional neural network，Mask RCNN）模型检测海域卫星航拍图片中的船舶流量检测，实现雾化与模糊背景下的自动检测船舶数量与船只定位.基于搭建的Mask RCNN网络模型进行训练，依据输出的船只位置，与准确位置对比，不断调整模型参数提升准确度，再用训练好的模型参数对测试集中的图片进行检测.训练后进行测试的结果为：重叠度（intersection over union，IOU）取0.5时，边界框位置准确度达85.4%，船只数量检测准确度高达89.9%.上述结果表明，Mask RCNN网络模型可实现高精度的船舶流量监测.

通信电台带外多频干扰预测方法与验证

王雅平, 魏光辉, 尚在飞, 潘晓东, 万浩江

2020, 40(11): 1230-1237. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2018.125

摘要(826) PDF(385)

摘要:
通信电台在受到带外强场干扰时会出现重启效应，当其处于外界复杂电磁环境中，在现有电磁敏感度测试方法所得的安全区域内，电台仍存在受到干扰而重启的可能.已知干扰的主要耦合途径是电台外部的互连线缆，对电台带外重启效应的敏感类型作出两种假设：一种是重启效应与干扰信号的有效值相关，另一种是重启效应与干扰信号的峰峰值相关.为了确定受试对象的敏感类型，分别用正弦波和调幅波作为干扰源，调幅深度设为100%，当达到临界干扰状态时，如果是与有效值相关，两个干扰信号幅值的比值约为0.61；如果是与峰峰值相关，两者的比值为1.当同时存在多个干扰源时，选择对应的预测模型计算预测系数，如果S≥1，可以判定电台会重启，反之不能.最后，以某带外接线缆的通信电台为试验对象，通过试验验证上述方法是可行的.

变换域函数空间下周期非均匀积分与重构方法

王卫江, 蔡雪滢, 王佳童

2020, 40(11): 1238-1244. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.055

摘要(804) PDF(371)

摘要:
目前线性正则变换域内的周期非均匀采样理论构造的重构函数具有较高的旁瓣和缓慢衰减的速率，针对该问题，借助线性正则变换域多抽样率信号处理理论和多通道准确重建滤波器组理论，提出了基于线性正则函数空间的周期非均匀积分与重构理论.通过引入自由度较高的分段积分窗函数，该算法不仅可构造出具有紧支撑特性的重构函数，并且积分通道数不受函数空间基函数支撑区间长度的限制，更适用于只能获取有限采样点和硬件资源的实际应用场合.仿真结果表明，该算法与其他传统算法相比，可以降低插值误差，提高重构性能，减少资源开销.

融合时序文本与高阶交互拓扑的在线抗议预测

罗森林, 李东超, 吴舟婷, 潘丽敏, 吴倩

2020, 40(11): 1245-1252. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.079

摘要(915) PDF(393)

摘要:
针对在线抗议预测技术中忽视用户文本时序差异性及用户间高阶交互拓扑的问题，提出融合时序文本与高阶交互拓扑的在线抗议预测方法.基于自注意力机制建模用户不同时刻交互文本信息对其抗议倾向的影响，构建用户文本表示向量；同时利用邻域节点的相似性，构建二阶相似性保持的用户交互拓扑表示向量；融合用户文本表示向量和交互表示向量预测用户抗议倾向.推特数据集结果表明本方法准确率可达到93.9%，为抗议活动预测提供技术支撑.

包含Kink效应的改进型GaN HEMTs模型

侯彦飞, 刘祎静, 李灏, 何伟, 吕元杰, 刘军, 杨宋源, 王伯武, 于伟华

2020, 40(11): 1253-1258. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.119

摘要(1031) PDF(385)

摘要:
提出了一种GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）建模方法.该模型以ADS（advanced design system）中的符号定义器件SDD（symbolically defined device）为基础，结合宽带S-参数与脉冲直流测试数据，对GaN器件进行精确建模.本文所用晶体管为双指AlGaN/GaN HEMT器件，其栅长为90 nm，单指栅宽为40 μm.数据测试采用在片测试方法，在常规S参数测试和直流测试基础上，增加了脉冲直流测试，并针对测试数据体现的Kink效应和阈值电压漂移现象进行建模.研究结果表明，该模型可以准确拟合器件0~110 GHzS参数及直流特性，谐波平衡仿真显示该模型具有良好的收敛特性，可用于GaN HEMTs器件电路仿真.

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2020年第40卷第11期

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