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2012年  第38卷  第12期

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论文
基于EEMD分解的直驱式机电作动器故障诊断
刘俊, 王占林, 付永领, 郭彦青
2012, 38(12): 1567-1571.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (836KB) 710
摘要:
基于集合经验模式分解 (EEMD,Ensemble Empirical Mode Decomposition)算法,给出一种机载直驱式双余度机电作动器(DDDR-EMA,Direct-Driven Dual-Redundancy Electro-Mechanical Actuator)复合故障诊断方法.EEMD对信号加入有限幅度的高斯白噪声,利用高斯白噪声频率均匀分布的统计特性使信号在不同尺度上保持连续性,解决了经验模式分解的模式混叠缺陷并保留了自适应性.将EEMD方法应用于机载DDDR-EMA故障诊断实验振动信号分析,先对实测信号进行分解,得到一组无模式混叠的固有模式函数;再采用不同的方法分析各频段,提取各频段包含的故障特征.实验结果表明:与经验模式分解相比EEMD能提高故障信号的分析精度,准确诊断机载DDDR-EMA的复合故障.
超燃燃烧室等离子体点火和火焰稳定性能
韦宝禧, 欧东, 闫明磊, 徐旭
2012, 38(12): 1572-1576.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (922KB) 909
摘要:
为了研究热等离子点火器在超燃冲压发动机中的应用,在来流马赫数2.0工况下,针对乙烯和氢气两种燃料,进行了超燃环境中等离子体点火的试验和仿真研究.在来流总温1 500~1 950 K,燃料当量比0.1~0.55范围内对等离子点火器的点火和改善燃烧性能的性质进行了详细分析.结果显示:对于氢气和乙烯燃料,等离子体点火器使两种燃料的点火性能均得到明显改善,点火延迟时间大大缩短,燃料着火范围扩大、贫燃极限当量比降低.但未观察到其在加速掺混以及改善燃烧性能方面的明显作用.进行了与乙烯燃烧试验对应的数值仿真工作,选用了两种乙烯化学反应模型进行对比研究.仿真结果显示:8步9组分反应模型与试验结果符合较好,而3步6组分反应模型过高的估计了反应剧烈程度,燃烧室压力值偏高,压力起始上升位置偏向上游.所用的8步模型比3步模型更适合于超燃燃烧室中乙烯反应的模拟.
面向可信的航空嵌入式软件开发方法框架
牛文生, 李亚晖, 吴际
2012, 38(12): 1577-1581.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (740KB) 644
摘要:
针对航空综合化软件的可信内涵,即可靠性、安全性和实时性,开展了开发方法的研究,提出了针对性的可信内涵模型和相应的开发过程模型,并设计了基于模型的需求分析、组件化设计以及系统配置综合的开发方法框架.在开发方法框架研究过程中,重点分析了航空综合化软件平台的特征,即因为物理资源的限制,软件任务之间存在复杂的交互、资源竞争和共享关系,并分析了这些特征对其可靠性、安全性和实时性的影响.
航天器交会远程快速自主制导方法
赵书阁, 陈统, 徐世杰
2012, 38(12): 1582-1586.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (579KB) 561
摘要:
针对近地近圆轨道航天器交会任务,设计了基于经典轨道要素的远程快速自主制导算法.对于任意初始纬度幅角偏差的远程导引,通过建立纬度幅角偏差与半长轴偏差的关系,将远程导引段分为初始轨道飞行、调相轨道飞行和调整轨道飞行3个阶段.初始轨道飞行进行轨道共面修正和调相机动;在调相轨道飞行期间,进行自然调相以及调相轨道到调整轨道的机动;调整轨道飞行阶段进行追踪航天器的远地点高度和近地点高度的修正,以及再次共面修正.所有变轨机动都以制导脉冲的形式给出,并都在轨道特殊点执行.精确轨道仿真验证了远程快速自主接近制导算法的可行性.
基于轨迹方法的AFDX网络路由配置算法
刘成, 李航, 何锋, 卢广山
2012, 38(12): 1587-1590,1595.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (745KB) 754
摘要:
针对航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)的网络关键技术——虚拟链路(VL,Virtual Link)的静态路由算法,提出了一种基于AFDX轨迹方法的VL路由配置算法——TRJ算法,保证配置VL的端端确定性最大延迟满足给定的时延约束.TRJ算法计算每条VL基于轨迹方法得到的初始延时约束比,按照延时约束比从小到大的顺序结合轨迹方法进行VL静态路由配置.在AFDX网络典型配置下,将该路由算法与最小跳路由和均衡路由算法进行比较,结果表明最小跳路由算法用了最少的资源,均衡路由算法平衡了网络流量,但只有该算法保证了所有VL的端端最大延迟满足时延约束,证明该算法的有效性.
基于CE/SE法的翼型流场激波捕捉计算
崔树鑫, 高琳, 高歌
2012, 38(12): 1591-1595.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (899KB) 720
摘要:
在二维四边形结构网格下,针对时空守恒元和解元(CE/SE, space-time Conservation Element and Solution Element)方法捕捉激波需要双倍空间网格点的问题,重新对守恒元和解元进行了定义,计算点同时包含单元中心和网格节点,并推导得到了新的CE/SE方法的计算公式.以此为基础,结合非敏感克朗数(CNIS, Courant Number Insensitive Scheme)计算格式和当地时间步长方法,对激波翼型流场进行数值模拟,并与原方法及AGARD报告进行对比.结果表明,对原CE/SE方法的改进是有效的,可明显提高激波分辨能力,并且激波前后无明显的数值震荡发生,新方法适合应用于翼型流场中捕捉激波.
基于跟踪微分器的多目标数据关联算法
李勇, 霍伟
2012, 38(12): 1596-1600.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (503KB) 443
摘要:
根据目标在运动过程中位置与速度只能连续变化这一事实,提出了杂波环境下基于跟踪微分器的一种多目标数据关联算法.算法利用跟踪微分器得到目标波门内所有量测的位置与速度,通过将其与目标前一时刻的位置和速度的比较来实现在未知杂波环境下的多目标数据关联.该算法直接利用量测数据,不需要目标运动、传感器噪声及杂波的先验统计知识,在目标数已知杂波不很密集的情况下具有良好的数据关联能力.此算法计算量小、结构简单,与目标状态滤波估计算法完全分离,便于模块化设计和与其他滤波算法结合,易于工程实现.仿真结果验证了算法的有效性.
基于操纵面故障影响估计的安全飞行轨迹优化
李亦楠, 杨凌宇, 申功璋
2012, 38(12): 1601-1605.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (769KB) 514
摘要:
操纵面故障将改变飞机受到的气动力和力矩,降低机动性能和控制能力,基于传统质点模型的航迹规划方法难以解决此类飞机安全飞行轨迹优化问题.因此,引入由故障引起的侧滑和侧力,估计故障后气动力系数,建立故障飞机模型;针对故障飞机控制和机动能力下降的问题,在原故障模型的基础上引入控制量变化率,构建轨迹优化对象模型,并将控制量变化率最小作为优化指标;采用高斯伪谱法优化计算安全飞行轨迹.仿真实验以副翼和方向舵故障为例进行设计,结果满足运动方程及各控制量、状态量约束,并能实现平稳飞行.
基于约束线图的超导重力梯度敏感结构型综合
贾明, 杨功流
2012, 38(12): 1606-1610.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (1098KB) 574
摘要:
基于约束线图对超导重力梯度敏感结构进行型综合,分析轴向分量与交叉分量单独敏感的结构自由度与约束线图,并结合超导重力梯度测量应用提出两分量同时敏感的结构,利用自由度与约束线图确定约束类型,等效为柔性圆柱副,并选择柔性元件进行并联机构形式的布局.在型综合的基础上,通过模态仿真对比,得到两端与柔性球铰联接的刚性杆结构适于在两分量敏感结构中应用的结论.刚度特性仿真分析结果表明两分量敏感结构具有设计运动方向刚度小、寄生运动方向刚度大、运动耦合小的特点,适于在超导重力梯度测量系统中应用.
基于增量模型的BTT导弹新型解耦补偿控制
曾宪法, 王小虎, 张晶
2012, 38(12): 1611-1615.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (606KB) 759
摘要:
详细分析了倾斜转弯(BTT, Bank-To-Turn)导弹传统动态逆控制的特点及其存在的问题,在此基础上提出了一种基于增量模型的BTT导弹解耦补偿控制方法.该方法通过建立一种描述从当前动态转移至期望动态的BTT导弹增量模型,消除了难以测量或不确定较大的模型部分;在此基础上结合动态逆控制思想设计了BTT导弹的增量式解耦跟踪控制律,与传统动态逆相比,该控制律对模型的依赖程度大幅降低;为进一步提高控制系统对干扰的适应性,提出了一种简单的干扰估计/补偿策略;最后通过数学仿真验证了该方法的有效性.
离散齿谐波传动刚轮齿廓曲线优化设计
王素, 白鑫, 陈仕贤
2012, 38(12): 1616-1618,1624.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (706KB) 789
摘要:
基于离散齿谐波传动结构与传动原理,对其传动性能进行分析.基于刚轮齿廓曲线特性与传动性能的关系,建立齿廓曲线优化设计模型.以其齿形压力角最小为优化设计目标,提高传动啮合效率;根据齿廓曲线方程确定优化设计变量,实现齿廓曲线参数最优化;依据其传动特性确定约束条件,以保证实现正常传动.通过实例计算与分析,该方法可以有效减小刚轮齿形压力角,提高传动性能.
安装位置感应钎焊逆变器拓扑及工作状态分析
张伟, 苗志飞, 齐铂金
2012, 38(12): 1619-1624.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (973KB) 369
摘要:
针对安装位置导管感应钎焊的特点,选取电压源串联谐振回路作为方波电源逆变器主电路拓扑,重点对串联谐振回路的阻抗和逆变器主电路工作状态进行了分析,在此基础上确定了方波电源逆变器的最佳工作状态.设计了以SG2525A为核心的准谐振频率自动跟踪电路,对方波电源逆变器的工作频率进行动态调整,使感应加热回路始终工作在略偏感性的准谐振状态,不仅确保了方波电源逆变器安全可靠地工作,而且提高了感应钎焊电源的加热效率和功率因数.
不同型线柔性轴承的性能分析及比较
陈曦, 袁重雨, 祁影霞
2012, 38(12): 1625-1628.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (723KB) 856
摘要:
柔性轴承的应力分布及动态刚度特性对低温制冷机的整体可靠性尤为重要.以最大应力值、轴向刚度、径轴向刚度比为性能指标,对新设计的费马型线柔性轴承和其他两种柔性轴承进行对比研究.通过有限元分析,对比了三者之间应力分布、应力变化及刚度变化特性.设计制作了这3种不同型线的柔性轴承,并测试了3种柔性轴承的径轴向刚度,结果显示:费马型线柔性轴承的径轴向刚度之比最大,牛津型柔性轴承的径向刚度最小;费马柔性轴承的应力值最大,但最大应力值小于材料的疲劳应力,因此费马型线的柔性轴承在性能上优于其他两种柔性轴承.
基于涡流阵列传感器的金属结构疲劳裂纹监测
丁华, 何宇廷, 焦胜博, 杜金强
2012, 38(12): 1629-1633.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (871KB) 463
摘要:
针对飞机金属螺栓连接结构疲劳裂纹实时监测的需求,提出了一种基于柔性平面涡流阵列传感器的飞机金属结构疲劳裂纹监测方案,通过半解析建模对传感器的工作特性进行了研究,搭建了监测系统并通过试验对方案可行性进行了验证.半解析模型结果表明传感器感应通道与激励通道的相位差和幅值比随提离距离及被测试件电导率的变化曲线具有单调性,且幅值比变化大,敏感度高.程序载荷谱作用下2A12-T4铝合金试件疲劳裂纹监测试验结果表明:将各通道幅值比变化曲线中的拐点作为特征点,传感器通道1能对累积损伤进行监测,通道2,3,4能对疲劳裂纹扩展长度进行定量监测,监测精度达到1 mm.所提出的柔性平面涡流阵列传感器能够实现对疲劳试件从累积损伤到疲劳裂纹扩展整个寿命周期的监测.
旋转叶片尾缘通道的换热特性
赵斌, 邓宏武, 邱璐, 丁水汀
2012, 38(12): 1634-1638.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (893KB) 550
摘要:
用实验的方法研究了旋转和静止状态下带交错肋和柱肋的涡轮叶片尾缘通道的换热特性.通道截面为楔形,交错肋段上下表面肋错开布置,节距比约为7,柱肋段包含大小两排扰流柱.在实验雷诺数为6 100~33 000,旋转数0~0.6的工况下对比分析了尾缘通道交错肋段和柱肋段的旋转静止换热特性.研究结果表明:静态下,交错肋段前后缘面存在换热差异,且该差异沿程减小;在交错肋充分发展段,旋转增强了后缘面的换热,削弱了前缘面的换热;交错肋段前后缘面叶间处换热旋转下均得到增强;旋转下柱肋段的过渡段尺度减小,换热最强点向低半径处偏移.
基于NMF的SVM故障诊断方法
李建宏, 姜同敏, 何玉珠, 蒋觉义
2012, 38(12): 1639-1643.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (427KB) 516
摘要:
针对大维数系统故障诊断中存在特征提取困难和识别率低的问题,提出基于非负矩阵分解(NMF,Non-negative Matrix Factorization)的支持向量机(SVM,Support Vector Machine)诊断方法,避免了直接对故障特征的选择和提取,实现特征降维,提高故障模式分类的准确性和速度;对于NMF中的结果随机性问题,提出用前次分解所得系数矩阵求解样本降维特征矩阵的方法,保证多次NMF分解尺度一致.实验表明该方法能对故障特征有效降维,并具有较高的诊断效率和故障识别率.
基于共振三波的大涡模拟壁面模型
张楠, 叶建, 陆利蓬
2012, 38(12): 1644-1648.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (695KB) 533
摘要:
大涡模拟的一个重要发展方向是处理工程流动问题,但高雷诺数下近壁湍流边界层对计算网格的过高要求成为制约其应用的主要瓶颈;要减少计算量,构建合理且能够正确反映近壁湍流动力学特性的壁面模型是一条有效途径.在此背景下,构造了一种计算中便于实现的基于共振三波的壁面模型.通过对充分发展槽道湍流算例的研究,完成了对该模型构造方法、方案的论证和验证计算.结果表明使用壁面模型后,在减少计算量的同时,定性和定量的结果均较为合理,能够得到重要的瞬态特征结构和正确的一阶、二阶统计量,从而部分验证了该方法的有效性.
基于Poisson圆盘分布的河流仿真技术
冉剑, 丁莹
2012, 38(12): 1649-1652.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (477KB) 639
摘要:
针对目前河流仿真所存在的计算效率低,渲染效果不够真实的问题, 介绍了一种基于物理规律的河流实时仿真的方法.提出了一种Poisson圆盘分布的算法,可实现屏幕空间的优秀的分布样式,该算法产生的分布粒子用于表达河流的速度场,进而重构河流表面; 采用一种纹理精灵的技术,通过纹理的动态访问和纹理混合,有效地实现河流表面的渲染.仿真实验证明:该方法可以产生渲染效果非常逼真的河流视景,并能够满足实时仿真的要求.
对数正态分布寿命型序贯验证试验方法
邓清, 袁宏杰
2012, 38(12): 1653-1656.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (361KB) 513
摘要:
借鉴指数分布寿命型序贯验证试验方案的思想,讨论了以平均寿命为指标的对数正态分布寿命型产品序贯验证试验的制定方法,给出了序贯试验的试验程序,研究了截尾状态下序贯试验的生产方风险和使用方风险的上限.基于工程实际的抽样方法,给出了计算机仿真评价方法,对给出的序贯试验方案进行评价.评价结果表明,在样本量和截尾数满足要求的前提下,所提出的序贯验证试验方法能够满足对双方风险的控制要求,且对使用方风险提供了更大的保护.
基于球投影的面阵探测器扭转角测量与校正
高海东, 杨民, 魏东波, 孟凡勇
2012, 38(12): 1657-1660.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (679KB) 496
摘要:
为了消除基于面阵探测器的锥束X射线计算机断层成像(XCT,X-ray Computed Tomography)检测系统中探测器的安装误差对重建断层图像的影响,使投影坐标系准确建立,并与重建坐标系精确配准,提出了基于椭圆拟合的平板探测器位姿参数的估计方法.并在此基础上,从锥束XCT的近似重建算法FDK(Feldkamp)出发,结合空间坐标变换原理,改进了重建算法中投影地址的计算方式,使之能在存在安装误差的情况下准确计算投影地址,重建出正确的断层图像.该方法简单有效,计算量小,无需对系统硬件进行调整.实验结果表明,利用该方法可以有效地消除由于探测器位姿引起的图像伪影.
分布式武器目标分配中的实时截止期分配
孙亚东, 邢昌风, 吴玲, 卢发兴
2012, 38(12): 1661-1665.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (564KB) 504
摘要:
在分布式武器对目标的协同拦截中,作战任务往往被划分为多个子任务,为了保证任务的实时性,针对分布式武器对目标的协同拦截问题建立实时任务模型,运用分布式实时系统中的截止期分配技术,把全局作战任务的截止期转化为其包含的各子任务的截止期.建立了任务调度模型和仿真模型,对分配有截止期的子任务实施仿真调度,研究了在一定武器数量情况下,不同来袭目标数量和武器节点上本地负载所占不同比例时,各截止期分配方法保障任务实时性和完成率的能力,可为实时条件下的分布式任务协作研究提供参考.
溶胶-凝胶法提高树脂抗原子氧性能的试验
袁剑, 赵小虎
2012, 38(12): 1666-1670.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (822KB) 454
摘要:
为提高航天器用树脂基材料的抗原子氧剥蚀性能,将正硅酸乙酯(TEOS,Tetraethyl Orthosilicate)加入环氧树脂溶液中,采用溶胶-凝胶法,制备出SiO2／环氧杂化材料.在空间环境原子氧效应地面模拟设备中,对材料试样开展了抗原子氧剥蚀性能评估试验,总结了试验前后试样的质量、表面形貌和表面成分的变化特点,并分析了溶胶-凝胶所得杂化材料抗剥蚀性能提高的机理.分析认为:溶胶-凝胶反应过程中在树脂基体内生成的聚硅氧烷和SiO2,以及原子氧作用下杂化材料表面生成的SiO2保护层,是杂化材料抗剥蚀性能得以提高的主要原因.
基于后推技术的绳驱动拟人肩关节动力学控制
游贤强, 陈伟海, 崔翔, 于守谦
2012, 38(12): 1671-1675.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (708KB) 584
摘要:
针对并联式绳驱动机器人建模困难、控制复杂等问题,采用拉格朗日动力学建模方法,推导得到便于控制器设计的标准动力学方程,考虑绳驱动的冗余特性和绳索的单方向受力性,提出基于最小预紧力的张力分配算法,求解出各绳索的驱动力.针对机器人轨迹跟踪控制问题,设计了基于后推技术的系统模型控制律.仿真结果表明:后推技术法在收敛速度方面明显优于计算力矩法,且各绳索的驱动力皆能满足其张紧所需的最小张力.
新型GNSS信号波形设计
宿晨庚, 郭树人, 周鸿伟
2012, 38(12): 1676-1681.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (1010KB) 726
摘要:
在发射带宽严格受限的约束下连续函数波形信号较传统矩形波形表现出了较高的频谱利用率优势和优良性能,很有可能应用到未来的全球卫星导航系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)信号体制中.在建立导航信号波形设计准则的理论模型基础上,研究了7种可能适用于未来GNSS系统的新型信号波形,在典型的宽/窄发射带宽条件下,通过仿真评估了传统GNSS信号和新型GNSS信号的精度、抗多径、抗干扰等性能,优选出BOCc和MSK两种适用于不同环境的信号波形: 在频谱资源充足的情况下,BOCc信号具有最优的导航性能;在频率资源受限的情况下,MSK信号兼容性好,抗干扰能力强,拥有较好的导航性能.最后,结合两类信号波形的优缺点提出了我国新一代卫星导航系统信号波形设计的建议.
用于GMA的新型永磁偏置闭合磁路
杨远飞, 张天丽, 蒋成保
2012, 38(12): 1682-1685.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (686KB) 605
摘要:
利用ANSYS有限元软件进行仿真模拟,对超磁致伸缩执行器(GMA,Giant Magnetostrictive Actuator)的磁路结构进行了分析和优化.根据磁致伸缩棒内磁场均匀性好,场外漏磁小的设计目标,利用极性相反的双永磁补偿原理,提出了一种新型的内置式永磁组合偏置结构,使得沿磁致伸缩棒长方向磁场分布均匀的同时,偏置磁场和激励磁场都形成良好的闭合磁路.ANSYS分析结果表明,棒中偏置磁场不均匀度为3.51%,激励磁场不均匀度为8.73%,均满足不均匀度小于10%的设计目标;在执行器指定位置(距离GMA 7 cm)的总漏磁场强度为30.4 A/m,符合实际应用的标准要求(<80 A/m).
基于仿真器的嵌入式软件单元测试方法
许福, 金茂忠, 刘辉, 陈琦
2012, 38(12): 1686-1690.
摘要 参考文献 相关文章 资源附件 访问统计 icon浏览量 icon下载 (910KB) 628
摘要:
介绍了一种基于仿真器的嵌入式软件测试方法,通过构造链接器分析目标文件,生成内存映像,加载到仿真器执行测试.该方法特别适合嵌入式软件的单元测试,支持对不完整的代码进行测试,同时引入了交互式脚本执行机制,支持采用高级脚本语言而不是嵌入式专用汇编语言设计桩函数和测试用例,降低了测试人员的培训代价.航天某院等单位的应用结果显示,该方法能有效提升嵌入式软件的单元测试效率,有较高的实际推广价值.
常见问答

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