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2022 年 10 期封面

2022, 42(10).

摘要(94) PDF(17)

摘要:

2022 年 10 期目录

2022, 42(10): 1-2.

摘要(73) HTML(43) PDF(15)

摘要:

高超声速圆锥边界层转捩反转数值研究

雷娟棉, 曹家伟

2022, 42(10): 991-1001. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.224

摘要(201) HTML(89) PDF(66)

摘要:
为研究高超声速边界层转捩中存在的转捩反转现象，基于雷诺平均的N-S方程，采用γ转捩模型对高超声速圆锥体绕流进行数值模拟，得到了圆锥边界层转捩位置随攻角、头部钝度的变化规律，分析了圆锥边界层转捩反转现象的流动机理.结果表明：当圆锥头部钝度增大到一定值时，圆锥边界层转捩位置随攻角增大呈现迎风面提前、背风面推迟的反转现象；圆锥边界层转捩出现攻角反转现象时，迎风面摩阻系数明显大于背风面摩阻系数且转捩前后摩阻变化更大，此时应重点关注迎风面的热防护；在零攻角条件下，随着圆锥头部钝度从很小值逐渐增大，圆锥边界层转捩位置呈现出“N”型反转现象；圆锥头部钝度增大到一定值时出现的边界层转捩反转现象的可能原因是随钝度增大头部激波后熵层高度显著增大引起的.

近刚性圆柱水下爆炸气泡动力学特性研究

黎一锴, 席儒

2022, 42(10): 1002-1008. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.254

摘要(174) HTML(79) PDF(31)

摘要:
针对刚性圆柱附近水下爆炸气泡的动力学特性进行了研究. 基于Navier-Stokes方程结合流体体积法捕捉气液两相界面，建立了数值模型；采用电容器放电产生水下爆炸气泡并用高速摄像机记录了气泡的脉动，并将实验结果与数值模拟结果对比验证了数值模型有效性. 通过数值模拟得到了气泡与刚性圆柱相互作用的流场细节信息. 结果表明：气泡在刚性圆柱附近脉动使得刚性圆柱表面流体介质存在速度梯度，速度较大的流体液层冲击气泡形成不同的气泡形状. 定义了一个量纲一的距离参数来表征气泡与刚性圆柱之间的相对距离，研究了距离参数对射流冲击压力、最大射流速度及气泡型心运动的影响. 随着距离参数的增大，射流冲击压力逐渐减小，气泡内部最大射流速度先增大后减小；气泡型心的偏移随距离参数的增加而减小.

弹体斜侵彻多层间隔混凝土薄靶姿态偏转机理研究

成丽蓉, 汪德武, 贺元吉, 赵宏伟, 杨杰, 邓斌

2022, 42(10): 1009-1016. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.299

摘要(153) HTML(107) PDF(28)

摘要:
针对弹体斜侵彻多层间隔混凝土薄靶姿态容易偏转问题，建立了弹靶有限元数值仿真模型以及相结合的弹体姿态偏转理论分析方法，研究了弹体外形参数对侵彻单层薄靶姿态偏转角速率变化以及多层间隔薄靶弹道容易发散的物理规律. 研究结果表明，采用钝头大长径比弹体外形侵彻多层间隔薄靶弹道更稳定，弹体扩尾结构对弹道发散有明显抑制作用；在弹体姿态偏转性能缩比考核时，需对靶板厚度、层间距均进行等尺度缩比，实现缩比弹体在运动中所受阻力、力矩等物理量的等效.

低硬度聚脲/钢板复合结构抗高速破片侵彻机理试验

毛柳伟, 万昌召, 陈长海, 程远胜

2022, 42(10): 1017-1025. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.219

摘要(149) HTML(55) PDF(16)

摘要:
针对低硬度聚脲/钢板复合结构的抗破片高速侵彻机理问题，通过弹道试验，分析了复合结构靶板的侵彻破坏模式和抗弹性能，并与相同面密度的纯钢板进行了比较. 从应力波的角度进一步探讨了复合结构靶板的抗弹机理，以及前聚脲层对后钢板层的影响机制. 结果表明，破片高速侵彻下，前聚脲层主要呈现剪切冲塞的破坏模式；而后钢板层的侵彻破坏模式则由无前聚脲层时的剪切冲塞，逐渐转变为花瓣开裂. 相同面密度情形下，虽然复合结构靶板的整体抗弹性能不如纯钢板，但由于前聚脲层的影响，后钢板层的抗弹效率会得到大幅提升；随前聚脲层/后钢板层面密度比值增大，复合结构靶板整体抗弹性能不是一直降低，而是先降低后提高，且后钢板层是主要耗能构件.

爆炸成型弹丸垂直穿透钢板靶后破片飞散特性

邢柏阳, 赵建霞, 陈亮, 胡爱虔, 朱福林, 刘建禄, 郭锐, 侯云辉

2022, 42(10): 1026-1033. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.304

摘要(157) HTML(97) PDF(30)

摘要:
为了能够利用爆炸成型弹丸打击目标前的初始条件对目标内部的破片分布进行量化预测，从而可以对目标打击策略进行优化升级，采用了经过实验数据验证的数值仿真方法，对某爆炸成型弹丸垂直穿透钢板所形成的靶后破片进行了研究，分析了靶后破片的数量与所处飞散角度的关系，建立了上述关系与着靶速度（1700～1900 m/s）、靶板厚度（30 ~ 70 mm）、破片来源（爆炸成型弹丸或靶板）的联系. 结果表明：可以通过初始条件可靠地量化预测破片分布，并且靶板及爆炸成型弹丸产生的靶后破片相对累计数量随飞散角的增加而呈Weibull累积分布函数式增加.

截顶辅助型超聚能射流成形理论及正交优化

葛超, 曲卓君, 王晋, 周晟, 胡蝶, 余庆波

2022, 42(10): 1034-1041. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.248

摘要(145) HTML(72) PDF(17)

摘要:
针对截顶辅助型超聚能装药结构设计及应用问题，建立了截顶辅助型超聚能射流成形微元法理论模型；综合考虑药型罩、炸药、壳体、炸高等因素关键参数，建立了超聚能射流成形特性主控参量量纲一分析模型；通过正交优化方法，揭示了辅助药型罩厚度、辅助药型罩边缘凸出长度、截顶药型罩壁厚、锥角以及炸高对超聚能射流有效射流长度和头部速度的影响规律，获得了5个关键因素影响的主次关系.

基于状态转移算法的极限学习机

邹伟东, 李钰祥, 夏元清

2022, 42(10): 1042-1050. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.302

摘要(149) HTML(69) PDF(17)

摘要:
目前极限学习机在训练模型时存在占用计算资源多和模型精度低等问题. 为了解决上述问题，提出了一种基于状态转移算法的极限学习机，可提升算法计算效率和模型精度. 利用状态转移算法的全局搜索特性求解线性方程组，得到极限学习机的输出权重矩阵，进而完成建模. 在分类和回归数据集上与极限学习机和其他主流算法进行对比，所提方法可以利用较少的隐藏层节点得到高精度的模型，同时具有更好的学习准确率. 这种高性能的建模方式弥补了极限学习机的不足.

基于反双曲正切函数的变步长LMS算法

火元莲, 安娅琦, 巩琪, 连培君

2022, 42(10): 1051-1058. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.257

摘要(163) HTML(114) PDF(25)

摘要:
针对定步长的LMS算法无法同时满足低稳态误差和快收敛速度这个需求，本文提出了一种基于反双曲正切函数的变步长LMS算法. 该算法基于反双曲正切函数构建步长与误差信号之间的非线性函数关系式，以此来替代LMS算法中的定步长，实现了对步长因子的动态调整. 文中详细讨论了新的变步长函数中参数α，β和γ对于算法性能的影响，并和其他几种较新的变步长算法进行了性能比较. 仿真结果表明，所提算法很好地兼顾了收敛速度、稳态误差和跟踪性能，在系统辨识、正弦信号去噪和自适应线性预测方面表现出了优异的性能.

多智能体系统事件触发一致性研究综述

张栋, 马苏慧, 吕石, 王孟阳, 唐硕

2022, 42(10): 1059-1072. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.222

摘要(285) HTML(251) PDF(56)

摘要:
事件触发一致性控制是解决多智能体系统（multi-agent systems，MASs）一致性通信资源消耗问题的有效手段. 本文简述了MASs事件触发一致性的基本框架，综述了MASs事件触发一致性问题所涉及的事件触发机制及设计策略、事件触发一致性的影响因素、Zeno行为和事件触发一致性应用4个方面的国内外研究进展，对未来研究方向进行了展望.

PMSM电流鲁棒性增量预测控制

张硕, 孙永禄, 赵明威, 周莹

2022, 42(10): 1073-1079. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.296

摘要(134) HTML(71) PDF(18)

摘要:
为解决传统的永磁同步电机无差拍电流预测控制严重依赖电机参数,导致当电机参数发生变化时，控制性能严重下降，出现电流跟随不上，谐波含量增大等问题,文中提出一种基于龙伯格观测器的增量模型的无差拍电流预测控制方法，解决了传统无差拍电流预测控制中无法抵抗参数扰动问题. 首先在原有无差拍电流预测控制模型的基础上推导出增量模型，消除电流预测控制中磁链变化的影响；其次为了消除电感变化对电流预测控制效果的影响，引入龙伯格观测器，建立带有龙伯格观测器的增量模型；最后通过simulink仿真和实验验证了所提出方法的有效性.

电磁直驱静液作动器多学科建模与优化

谭草, 李波, 于鹏, 陆佳瑜, 刘永腾, 孙兆岳

2022, 42(10): 1080-1088. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.266

摘要(145) HTML(65) PDF(15)

摘要:
针对汽车电动化与智能化对线控系统执行元件日益严苛的需求，提出了一种高功率密度动圈式直线执行器直接驱动液压泵活塞，进而实现作动筒容积伺服控制的电磁直驱静液作动器，有效缩短了动力传递路径. 建立了作动器电磁-机械-液压-控制耦合的多学科仿真模型，设计了直驱活塞运动的滑模-自抗扰控制算法，分析了单向阀阀芯球座直径、阀芯球体直径、弹簧刚度和弹簧预压力等结构参数对作动器性能的影响规律；以作动器动态响应时间为优化目标，通过遗传算法优化了单向阀的结构参数. 仿真与实验结果验证了电磁直驱静液作动器多学科建模及优化的有效性，在直驱活塞运动幅值±5 mm、频率20 Hz典型工况下，作动器20 mm行程的响应时间小于0.2 s.

面向机械臂的永磁同步电机RBF网络磁场矢量控制系统

唐晓刚, 杨广雨, 郇浩, 余昊元, 李可盈

2022, 42(10): 1089-1096. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.267

摘要(183) HTML(152) PDF(29)

摘要:
机械臂的伺服系统面临着高精度和快速响应的冲突、动态扰动下稳定性不足等问题。以永磁同步电机为研究对象，通过RBF网络磁场矢量控制系统改进控制器结构，改善了PI控制器的积分迟滞作用，提高了系统响应速度；使用监督学习改善了神经网络在控制系统中的不稳定问题；使用在线学习的思路提高了控制系统在环境变化时的适应能力。实验结果表明，RBF网络磁场矢量控制系统具有良好的稳态性能，能够有效提高永磁同步电机响应速度和抗干扰能力。

基于改进对比源反演算法的脑卒中微波检测成像技术研究

刘珩, 王若璇

2022, 42(10): 1097-1104. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.306

摘要(153) HTML(92) PDF(21)

摘要:
为解决脑部检测的实时性与准确性问题，进一步提高脑部检测成像的速度与精度，提出一种改进的对比源反演算法——基于快速共轭梯度迭代的对比源反演法(FCG-CSI)，用于出血性脑卒中的微波检测成像。利用COMSOL与MATLAB软件搭建脑卒中微波检测仿真系统，对脑部模型进行微波成像。仿真结果表明采用FCG-CSI算法能够有效且快速对脑部血块进行成像，且成像的位置误差仅为0.54 cm。

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2022年第42卷第10期

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