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2023 年 2 期封面

2023, 43(2)

摘要(92) PDF(29)

摘要:

2023 年 2 期目录

2023, 43(2): 1-2.

摘要(69) HTML(23) PDF(15)

摘要:

高温高压下N₂和CO₂对CH₄/C₂H₆/C₃H₈混合气抑爆效果研究

刘振翼, 李嘉璐, 李鹏亮, 李睿, 李明智, 赵耀, 任远

2023, 43(2): 111-117. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.048

摘要(138) HTML(40) PDF(60)

摘要:
油田伴生气经常会发生燃爆事故，为提升采油过程的安全性，需研究N₂与CO₂在井筒高温高压条件下的抑爆效果. 目前对于高温高压条件下固定可燃气体积分数，不同体积分数N₂和CO₂对爆炸特性影响的研究较少. 对40 °C，初始压力0.5、1.0、2.0 MPa，不同N₂和CO₂体积分数下CH₄/C₂H₆/C₃H₈混合气到达最大爆炸超压的时间、最大爆炸超压和爆燃指数K_G进行了相关研究，分析了不同初始压力和2种惰性气体对爆炸特性参数的影响. 试验结果表明：不同初始压力下N₂和CO₂各自的惰化机理相同；CO₂的惰化效果优于N₂且存在最优点，该点之前CO₂的惰化效果与N₂相比优势逐渐增强，由化学作用占主导地位，该点之后化学作用已达到最大效果，因此CO₂的惰化效果虽仍强于N₂，优势却逐渐减小.

现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火机构响应特性研究

娄文忠, 何博, 秦进, 杨庭琪, 冯恒振, 吕斯宁, 苏文亭, 张明荣

2023, 43(2): 118-125. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.047

摘要(129) HTML(41) PDF(26)

摘要:
针对现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火率偏低、未爆弹存在隐患的可靠性与安全性问题，开展现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火机构响应特性研究. 建立了大着角碰靶发火机构的动力学模型，得到了发火机构作用的简易判据，基于有限元数值模拟方法，模拟了不同着速、着角、滚转角度及靶板厚度多工况下大着角碰靶发火机构的动态响应过程，数值模型有效性通过实弹试验对比验证. 分析结果表明，着发球珠随机滚转角度为大着角碰靶时影响发火机构功能可靠的重要因素之一；随滚转角度增大，发火击针感受到轴向合力的幅值越小、时间越滞后，不利于大着角碰靶发火机构可靠作用；同时研究发现随着角、靶板厚度的增加，出现了导套“卡住”发火击针的故障模式.

高温遇水冷却岩石循环加卸载力学性能试验研究

贾蓬, 王茵, 李博, 钱一锦

2023, 43(2): 126-134. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.054

摘要(90) HTML(28) PDF(23)

摘要:
为研究高温遇水冷却后不同岩性岩石在循环加卸载条件下的物理特性和力学响应特征的变化规律，对高温遇水冷却后的花岗岩、大理岩及绿砂岩试件分别开展了单轴压缩和循环加卸载试验. 结果表明，当加热温度超过400 °C后，三类岩石的体积增长率显著增加，400 °C可以作为三类岩石物理参数发生突变的阈值温度.总体上，三类热处理水冷却岩石的单轴抗压强度随温度的升高而降低，但花岗岩在200 °C温度处理后峰值强度比常温时有所增加. 在循环荷载作用下，花岗岩滞回曲线接近于线性，上限应力较高且不可逆变形小；而绿砂岩和大理岩的上限应力低于花岗岩且变形较大.相同温度热冲击下滞回环宽度大小顺序为绿砂岩>大理岩>花岗岩.随循环次数的增加，三类高温遇水冷却岩样的塑性变形减小，弹性模量增大，试件强度较单轴压缩均有提高；随温度升高，破坏面裂纹更为发育，破裂岩屑更为细碎.

不同海拔条件下柴油燃烧火焰温度和碳烟特性研究

何旭, 徐雨轩, 许锴, 刘泽昌, 向祺, 张朝, 魏巍

2023, 43(2): 135-142. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.039

摘要(77) HTML(27) PDF(19)

摘要:
为了研究海拔条件对柴油机冷起动阶段柴油燃烧过程的影响，在定容燃烧弹台架上模拟了平原和海拔2000 m工况下柴油机缸内的热力学状态，利用双色法获取了不同工况下柴油火焰温度和表征碳烟浓度的KL因子分布. 结果表明，随着海拔由0 m增加至2000 m，环境温度、压力同时降低产生了耦合作用，导致柴油滞燃期由2.0 ms增大至3.13 ms.海拔升高后，柴油燃烧过程中平均火焰温度降低，局部高温区域消失，KL因子总量减少. 海拔条件变化影响了碳烟特性和火焰温度的关系. 随着海拔升高，火焰温度降低，导致碳烟氧化主导阶段碳烟氧化速率降低，局部火焰温度对局部碳烟浓度的影响减小.

具有回油冷却结构的航空伺服作动器热力学建模与分析

訚耀保, 刘小雪, 李双路, 李万业, 陆畅, 肖强

2023, 43(2): 143-150. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.045

摘要(79) HTML(22) PDF(14)

摘要:
航空矢量喷管作动器受发动机热辐射的影响严重，常采用回油冷却方式进行作动器及其部件的温度控制. 考虑发动机与伺服阀控作动器的对流、辐射以及作动器各部件之间的传热过程，建立真实工况下基于集总参数法的矢量喷管作动器热力学模型，取得了活塞在中位附近以及往复运动时作动器各部件的温度分布规律及其影响因素. 分析结果表明：活塞在中位附近时，油液流过冷却流道通过热传导作用带走热量，冷却效果显著. 活塞往复运动时，油液不断进出有杆腔和无杆腔，各节点温度达到稳定波动状态，较中位附近时的热平衡温度均有所降低. 作动器各节点温度随机闸辐射温度、环境温度和油液温度升高均升高，其中发动机机闸的辐射温度影响最为明显. 缸筒直接受机闸热辐射作用，某机闸温度从300 °C升至400 °C时，左、右两侧缸筒温度升高约40 °C. 通过对流换热作用，随环境温度、油液温度的升高作动器各节点的温度线性升高.

不同探测距离传感器的搜索策略研究

刘海鸥, 韩雨轩, 刘庆霄, 李世豪, 陈慧岩, 陈力

2023, 43(2): 151-160. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.109

摘要(98) HTML(37) PDF(24)

摘要:
提出了一种针对侦察任务隐蔽点的搜索策略，主要应用于装备了不同探测距离传感器的地面无人机动平台，解决了已有随机搜索策略效率不高的问题. 该策略使用基于传感器的导向快速随机搜索树方法进行目标方向的路径规划；在路径规划的过程中若遇到障碍物形成的狭窄通道时，基于启发式A*方法规划路径以提高效率，最终完成搜索策略. 将搜索策略命名为：组合传感器与规划组合搜索策略. 设计仿真试验对所提出的搜索策略进行了验证. 结果表明在直径500米有遮挡的仿真场景下，所提出的搜索策略相比于短探测距离传感器的路径变形策略快速随机搜索树策略效率平均提升了3.11倍，规划的道路长度缩短了9.63%，所提出的搜索策略相比于长探测距离传感器导向搜索策略效率平均提升了3.53倍，规划的道路长度缩短了12.06%，证明了CP&CS搜索策略在侦察任务中隐蔽点搜索上的优越性.

四轮独立转向无人车辆斜向行驶轨迹跟踪控制方法

张军, 张闲, 张雪莹, 张焜

2023, 43(2): 161-169. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.052

摘要(100) HTML(37) PDF(23)

摘要:
针对四轮独立转向电动汽车转向系统成本高、但功能开发程度低的问题，提出一种车辆斜向行驶控制策略，优化四轮独立转向电动汽车换道过程中的行驶稳定性. 基于四轮独立转向电动汽车横向、纵向二自由度车辆模型，提出一种横纵向耦合轨迹跟踪控制方法，该方法基于线性时变模型采用模型预测控制（MPC）算法，对横向偏差、航向角偏差及纵向速度偏差进行闭环控制. 设计车辆稳定性控制器，包括横摆力矩控制器和转矩分配控制器，同时提高车辆轨迹跟踪精度和行驶稳定性. 最后搭建Simulink/Carsim/Prescan联合仿真平台，对四轮独立转向电动汽车双移线工况进行模拟换道仿真，仿真结果证明了斜向变道的可行性和横纵向耦合轨迹跟踪控制方法的有效性.

多通道并联无线岸电系统扰动抑制技术研究

孙盼, 吴旭升, 蔡进, 杨刚, 周航, 谢海浪, 张筱琛

2023, 43(2): 170-177. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.043

摘要(72) HTML(29) PDF(9)

摘要:
输入输出均并联型多通道无线岸电系统可通过模块化叠加实现舰船岸电大功率传输，解决单通道功率受限问题. 但在模块生产、安装及运行过程中难免产生参数差异和扰动，进而将引起岸电输出电压不稳定，影响无线岸电系统可靠运行. 为此，首先给出多通道并联无线岸电系统电路拓扑，建立了以逆变器移相角为输入、目标负载功率为输出的多通道并联无线岸电系统模型，采用能量−相角的方法降低系统阶数，建立系统小信号模型，基于Trapezoidal阶梯双线性逼近法设计了系统控制器，分别研究通道耦合器参数差异、系统直流输入电压扰动、负载扰动三种工况，通过Matlab仿真和实验验证了参数差异及参数扰动下控制器效果，结果表明控制器在三种扰动工况下均有较好的控制效果，保证了多通道岸电系统的稳定运行，该技术对大功率无线岸电系统的设计与应用提供了技术支撑.

基于二元语义GRP法的应急资源动员合作模式选择方法

何骁威, 孔昭君, 刘小月

2023, 43(2): 178-186. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.040

摘要(131) HTML(42) PDF(42)

摘要:
为对应急资源动员合作模式的选择提供量化依据，建立了应急资源动员中地方政府合作的“介入—强度—方式”三维结构模型，从中选取4种典型合作模式，将模式选择问题转化为具有语言评价信息的多指标群决策问题。采用基于二元语义灰色关联投影的信息处理群决策方法，构建了合作模式的选择模型。依据传统投影分析方法的基本思想，通过计算备选方案对正理想方案和负理想方案的投影值，得到备选方案对正理想方案的相对贴近度，最终确定最优方案。在理论研究基础上，对京津冀地区应急资源动员合作模式进行实证分析，发现京津冀地区的应急资源动员合作更适合采取上级政府介入的强行政合作模式。基于专家评价数据的算例结果表明，该方法能够较好地反映合作模式与客观情况的匹配程度，在模式选择中发挥较好的作用。

Android智能手机海面高度测量及其遥感应用

王峰, 李杰, 杨东凯

2023, 43(2): 187-196. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.046

摘要(70) HTML(26) PDF(13)

摘要:
开展了Android智能手机的海面高度测量研究，并通过与测绘接收机测量结果和同比验潮站数据对比初步评估其性能。为了降低测量设备非探测区域反射的卫星导航信号对海面高度测量的影响，提出了经验模态分解提纯海面反射信号干涉振荡特征的方法，并利用仿真和试验数据验证了其有效性. 利用小米6智能手机和华测北斗N72测绘接收机采集的18天GNSS数据，开展了海面高度测量研究和评估. 结果表明：海面高度测量结果和验潮站同比数据在风速小于15 m/s时具有良好的一致性，智能手机和测绘接收机测量的海面高度的同比均方根误差均为0.31 m；智能手机用于测量海面高度的卫星信号的高度角下、上限高于30°的占比分别为30.8%和45.3%，以至于高高度角的信噪比时序可被用于测量海面高度；在18天的试验时间内，共计采集1120个海面高度测量值，平均62个/天，相比于CORS站，在相同的观测周期内具有更多的测量样本。最后对智能手机的遥感应用进行了讨论，以期推进遥感的大众化进程.

基于随机平滑的恶意软件识别深度学习模型鲁棒性认证方法

罗森林, 鲁帅, 张毅飞, 潘丽敏

2023, 43(2): 197-202. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.044

摘要(70) HTML(29) PDF(16)

摘要:
面向恶意软件识别的任务中，使用随机平滑算法向所有特征中添加噪声得到的噪声样本可能会失去恶意功能. 现有的认证算法按照噪声空间分布的似然比从大到小的顺序构建认证区域，使认证的鲁棒区域小、认证准确率低. 本文提出一种基于随机平滑的恶意软件识别深度学习模型的鲁棒性认证方法，方法只向与恶意功能非必需的特征中添加离散伯努利噪声构建可认证的平滑模型，选取似然比更小的区域构建认证区域，实现更准确的鲁棒性认证. 实验表明，提出的方法在3个数据集上平均认证半径是对比方法的 4.37倍、2.67倍和2.72倍。该方法可以提供与实际鲁棒边界更紧密的认证半径，在模型鲁棒性评估方面具有较强的实用价值.

士兵和装甲车目标多尺度检测方法

王建中, 王加乐, 于子博, 王洪枫

2023, 43(2): 203-212. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.022

摘要(86) HTML(26) PDF(21)

摘要:
针对士兵和装甲车目标的尺度差异大以及目标距离远近造成的目标多尺度问题，以YOLOv4深度学习算法为基础，提出了一种多尺度目标检测方法. 通过针对性的数据增强方法丰富小目标样本的多样性，对输入图像进行分割预处理以提高网络输入小目标的分辨率，并基于特征金字塔网络实现大、中、小目标的分离检测，最后匹配检测结果并进行NMS处理去除冗余检测框，从而实现多尺度目标检测. 实验结果表明，本文方法在保持大目标检测效果的情况下，中、小目标的平均检测精度分别提升了1.20%和5.54%，有效提高了中、小目标的检测效果.

基于光线追迹非同轴激光雷达重叠因子影响因素的分析研究

张寅超, 王立福, 王琛, 孙雨婷, 陈思颖, 郭磐, 檀望舒, 蒋玉蓉, 陈和

2023, 43(2): 213-220. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.049

摘要(68) HTML(27) PDF(12)

摘要:
重叠因子是影响激光雷达系统探测近距离大气的一个关键因素，对其进行精确计算有利于获得更准确的探测结果. 为此，提出了一种通过光线追迹获得非同轴激光雷达系统重叠因子的仿真方法. 该方法利用ZEMAX分别对载入真实机械结构的发射系统和望远镜接收系统进行光线追迹，确定出同一距离处激光强度分布和望远镜的视场函数分布，通过计算重叠区域被望远镜视场函数加权后的激光强度占激光总强度的比例，可得到该距离处的重叠因子，最后通过不同距离处的重叠因子拟合出完整的重叠因子廓线. 此外，利用此方法对一套激光雷达系统进行了几何因子廓线仿真，并分析了系统轴间距、光轴失调角度、激光发散角、望远镜视场角以及次镜机械遮挡对系统重叠因子廓线的影响. 仿真结果表明当激光光轴偏离望远镜光轴的角度等于望远镜视场角和激光发散角差值的1/2时，远场的重叠因子不能达到1，这对激光雷达系统的设计和安装提出了更高的要求.

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2023年第43卷第2期

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