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2013年  第39卷  第12期

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论文
基于预测校正法的高超声速飞行器再入制导
王青, 冉茂鹏, 赵洋
2013, 39(12): 1563-1567.
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 (425KB) 776
摘要:
针对新一代高超声速飞行器在制导方法的精度及抗干扰能力上的要求，提出了一种基于能量的预测校正制导方法.建立了以能量为自变量的三自由度运动学方程，给出再入过程中的主要约束条件，在此基础上分别设计纵向制导律和侧向制导律.在纵向制导律中，不断预测剩余航程相对理论目标点之间的偏差，并以此偏差作为模糊校正器的输入，输出合适的侧倾角更新值，从而达到校正效果，保证纵向制导精度；在侧向制导律中，设计了一种基于横程偏差的侧倾角反转逻辑，当横程偏差超过所设定的边界条件时，侧倾角便进行一次反转，从而保证侧向制导精度.分别在标准初始条件下和存在偏差条件下进行了数值仿真，仿真结果验证了所设计的制导律的有效性.
航空活塞发动机使用升限分析
徐斌, 谭龙兴, 杨世春, 姬芬竹
2013, 39(12): 1568-1572.
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 (991KB) 1053
摘要:
通过对某航空活塞增压发动机仿真分析与实验研究，以使用高度上可调节范围作为该类发动机使用升限的一般标准，依据其工作过程和控制规律探讨了使用范围变化的内在原因，提出了与压气机、涡轮参数有关的方程.为提高动力性能，设计了匹配良好的二级增压系统，依据该标准仿真分析了其极限高度与使用升限的可调范围，并给出进一步的改进建议.
填充式防护结构弹道极限方程的多指标寻优
贾光辉, 欧阳智江, 蒋辉, 李轩
2013, 39(12): 1573-1577,1583.
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 (553KB) 557
摘要:
为获得适用于国内填充式防护结构超高速撞击的弹道极限方程，采用多指标寻优的方法，对NASA填充式防护结构的弹道极限方程以国内实验数据为依据进行修正.结果发现：采用第1类指标（总体预测率和安全预测率）和第2类指标（预测误差平方和）联合对方程的系数进行修正，可获得预测效果更好的修正方程.通过对方程低速段和高速段的整体系数进行修正，最终获得单填充组、单一材料的双填充组以及两种材料的双填充组防护结构弹道极限方程的总体预测率分别为93.3%，90%和88.9%，而安全预测率全部高达100%，可很好满足工程的需求.可见，基于不同填充式防护结构的实验数据分别进行弹道极限方程的修正，可获得相应结构预测能力较优的方程.
平流层气球热动力学仿真
刘强, 武哲, 祝明, 徐伟强
2013, 39(12): 1578-1583.
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 (2048KB) 815
摘要:
针对平流层气球的热动力学仿真问题，提出一个可以计算升空轨迹、速度变化以及气球蒙皮温度分布的综合模型.主要分析了气球基本热力学行为和受力状况，建立气球动力学和运动学方程，以计算升空过程的轨迹和速度变化.通过将气球蒙皮分割成若干面元，研究了蒙皮面元瞬态能量平衡方程，以计算气球蒙皮温度分布.在热力学、动力学和运动学分析的基础上，建立气球综合热动力学仿真模型.引入实测风场数据，计算在实际风场条件下，平流层气球升空和驻留阶段任意时刻的热力学特性.
飞行员触点操作能力仿真
薛红军, 郑硕, 铁彦清, 刘潇
2013, 39(12): 1584-1590.
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 (1023KB) 556
摘要:
目前利用飞行员静态可达域和可视域对驾驶舱人机界面进行设计和布置无法保证飞行员在过载和振动状态下的操作特性满足飞行安全操作的需求.针对飞行员触点操作，基于LifeMOD人体肌肉-骨骼模型，利用正常状态下触点操作动作的捕捉数据对飞行员模型的肌肉进行训练，建立正向飞行员操作模型；在正向飞行员操作模型的基础上，建立了含有肌肉力单元的飞行员人体动力学仿真模型，能够进行逆向动力学仿真和分析.对模型加入±Z和+X方向的加速度以及Z和Y方向的振动等外部运动激励，模拟不同加速度和振动对飞行员触点操作的影响.研究结果表明：中央控制台的触点操作受加速度和振动影响最小，应急操纵设备应布置在该区域，可保证飞行员在应急条件下及时、准确地操纵飞机，提高飞机的飞行安全性.非常规情况下飞行员触点操作能力仿真能够指导驾驶舱人机界面的优化布置，提高应急情况下飞机操纵安全性.
液体火箭发动机多级跨声速涡轮流面迭代计算
雷宗琪, 梁国柱
2013, 39(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 (483KB) 519
摘要:
为了研究液体火箭发动机涡轮内流场，发展了一种基于相对流面理论和流线曲率法的多级跨声速叶轮机械流场计算方法.首先使用流线曲率法求解流面内的流场，再采用全三维流面迭代的方法得到三维流场.计算过程中通过临界流量的对比确定跨声速流道内的喉部位置，采用混合平面法将动、静叶间的非定常流动转化为定常流动.激波和黏性等损失通过相应的损失模型进行计算.对于多级流道内不同的超声速/亚声速流动状态则采用穷举法计算所有可能情况并用出口参数筛选最接近真实情况的结果.该方法准确地计算出了多级跨声速涡轮流场中的流动参数分布和性能参数，为进一步改进涡轮设计、提高涡轮性能提供了理论依据.
基于叶脉分枝结构的飞机盖板结构仿生设计
刘良宝, 陈五一
2013, 39(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 (1880KB) 770
摘要:
针对薄壁件的轻量化设计要求，在对王莲叶脉分枝结构形态和构型规律分析基础上，以飞机盖板原型为对象，应用结构仿生设计方法，对盖板内部的筋板分布形式进行结构仿生设计，利用ANSYS APDL参数化设计语言建立仿生型结构的参数化模型并进行筋板结构参数优化.有限元分析结果表明，相对于原型盖板，结构参数优化后的仿生型盖板质量减小，比强度结构效能有较大提高，静力学性能明显改善.
基于RBF网络的航空发动机预测滑模控制
苗卓广, 谢寿生, 丁键, 王磊
2013, 39(12): 1601-1606.
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 (446KB) 433
摘要:
针对航空发动机是一个不确定性的强非线性系统，借鉴预测控制的思想，提出了基于径向基函数RBF （Radical Basis Function）网络的航空发动机预测滑模控制.首先利用RBF网络建立航空发动机预测模型，进而得到滑模预测模型；其次在线修正网络参数实时反馈校正滑模预测模型，滚动优化求取控制量；然后采用另外一个RBF神经网络实现了全包线建模和控制；最后分析了控制系统的收敛性.仿真结果表明，所设计的控制器性能良好，能有效地抑制参数摄动和干扰的影响.
飞机结构件坐标测量机测量方向优化选择
曾德标, 郑国磊, 曾春玲
2013, 39(12): 1607-1613.
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 (855KB) 413
摘要:
用坐标测量机检测飞机结构件加工质量需要为工件上的每个测量点选择一个测头的测量方向，并且要求测量全体测量点所使用的总的测量方向数最少.提出了一个基于聚类和改进模拟退火算法的测量方向优化选择方法.首先通过聚类算法合并具有相同可达方向的测量点，以减小问题规模，提高模拟退火算法找到全局最优解的概率，然后采用改进模拟退火算法寻找测量全体测量点所需的最少测量方向.测试结果表明该方法能够选出较优的测量方向.
航空电子WDM光网络可靠性建模
刘晓敏, 何锋, 熊华钢, 屠晓杰
2013, 39(12): 1614-1618.
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 (549KB) 558
摘要:
为了构建先进综合化航空电子系统的统一网络，提出了基于WDM （Wave-length Division Multiplexing）光网络的航电骨干网与外接边缘网互连方式的航电统一网络，并采用多跳ShuffleNet网络作为航电光骨干网的模型.针对综合化航电网络的可靠性问题，建立了基于航电任务与任务路径的可靠性建模方法，给出了保证任务执行成功的可靠度计算公式.以ShuffleNet航电光骨干网作为建模实例，通过对航电任务可靠度的分析计算，得到了系统任务的执行时间、网络规模、任务路径的跳数对系统可靠度影响最大，而同等条件下光纤链路的复用波长数对任务可靠度影响不明显的结论.仿真结果显示，基于任务的可靠性建模与计算方法可以为航电系统的可靠性分析提供理论基础.
一种用于破碎岩土的异型弹芯撞击响应分析
韩晶, 王华, 牛新立, 焦国太
2013, 39(12): 1619-1623.
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 (428KB) 468
摘要:
为探索射弹破岩方法，对一种截面为“风机叶片”式的异型弹芯的撞击原理进行了系统分析，在此基础上构建了其撞击过程的一维动力学响应模型，计算获得了该弹芯的运动变化特征参数，并讨论了关键结构参数对撞击特性的影响.结果表明：该弹芯撞击过程中头、尾速度之间为线性关系，近似满足伯努利方程；同时，减少头部内倾角，增加预制刻槽数目均有利于扩大对异型弹芯对岩体的横向破岩范围.
基于QCKF的大失准角快速传递对准
陈雨, 赵剡, 李群生
2013, 39(12): 1624-1628.
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 (393KB) 503
摘要:
提出了一种机载武器捷联惯导系统大失准角情况下快速传递对准QCKF（Quaternion Cubature Kalman Filter）算法.采用乘性四元数表示失准角，建立了基于四元数的速度加姿态匹配传递对准模型.将噪声扩维为状态思想应用到CKF（Cubature Kalman Filter）中以解决非线性过程噪声和量测噪声问题.考虑到表示旋转的四元数具有规范化以及符号相反的四元数表示相同旋转的性质，对CKF算法中关于四元数部分加权求均值转变为约束条件下基于投影长度的加权求均值，对CKF算法中关于四元数部分求方差进行符号预处理.仿真结果表明算法能在大失准角情况下提高对准精度.
六边形相控阵天线阵面误差的影响分析
胡雪梅, 康明魁, 王伟, 王猛
2013, 39(12): 1629-1632,1664.
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 (1324KB) 740
摘要:
相控阵天线阵面的制造、安装产生结构误差，结构误差会导致天线电性能的下降，严重制约高性能相控阵天线的发展.因此，将阵面存在的结构误差作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中，建立了平面六边形相控阵天线阵面结构误差与天线电性能之间的结构-电磁耦合模型，并分析了平面度和阵元安装精度与天线电性能的直接影响关系，给出了满足天线电性能要求时的阵面结构误差临界值，为工程设计人员制定天线加工公差提供参考.
基于GA的地面数字电视单频网覆盖率优化
李彩伟, 张晓林, 李辰, 于志坚
2013, 39(12): 1633-1638.
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 (1485KB) 536
摘要:
提出了一种地面数字电视单频网覆盖率预算方法，该方法考虑实际接收机干扰模型，采用k-LNM法进行信号合成，利用CCDF函数计算覆盖小区的地点概率，预算结果更实际，计算量小.单频网本身产生“人工多径”，为最小化自干扰区域，基于遗传算法求解单频网中各个发射机附加延时的最优组合，该方法无需改变发射台功率、站址、天线等参数，成本为0，克服了发射机数目较多时人工调整发射机附加延时的难点，且准确度高.将该方法应用于我国某地区地面数字电视单频网规划的实际场景中，优化后覆盖率明显提高，验证了该方法的有效性和可行性.
机载燃油系统在线实时健康管理
冯威, 于劲松, 袁海文, 刘浩
2013, 39(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 (899KB) 465
摘要:
针对机载燃油系统在线实时健康管理存在的观测信息不确定性、任务完成时限性的问题，研究了国内外最新健康管理算法，提出了机载燃油系统健康模型构建、在线实时推理的方法.该方法基于系统结构模型，采用面向对象方法构建BN（Bayesian Network）健康模型，并利用GVE（Global Variable Elimination）算法离线编译BN健康模型，构造AC（Arithmetic Circuit）健康模型.仿真结果表明：与BN健康模型相比，所设计的AC健康模型在观测信息存在不确定性的情况下，能够高精度在线诊断系统故障，也可以有效满足健康管理严格时限性要求.
双机器人系统的碰撞检测算法
陈友东, 晏亮, 谷平平
2013, 39(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 (935KB) 1044
摘要:
针对共享工作空间的双机器人系统，提出一种双机器人碰撞检测方法和机器人简化的几何模型.首先将机器人的关节和连杆分别用球体和胶囊体（由一圆柱体与两个在两端的半球体组成的复合几何体）两种几何基元表示，机器人之间的碰撞检测转化为几何基元之间的干涉检查，即转换为几何基元间的距离计算；针对胶囊体之间的距离计算，提出一种空间线段间的距离计算方法.将碰撞检测算法应用于KUKA双机器人实例中，并在UG平台进行仿真，仿真结果验证了该算法的有效性.
非对称疲劳载荷作用铆钉连接件疲劳寿命估算
田本鉴, 熊峻江
2013, 39(12): 1649-1653.
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 (418KB) 506
摘要:
基于铆钉传递载荷相同的假设，建立了非对称复杂应力状态下铆钉连接件的传递应力和旁路应力的简化公式，并给出了铆钉孔的应力严重系数计算公式.采用名义应力法和新的应力严重系数公式，计算了谱载下铆钉连接件的疲劳寿命，并与DFR（Detail Fatigue Rating）方法进行对比，计算结果表明，该法与DFR方法估算结果吻合良好，计算过程更为简便并偏于安全.
模态试验激励点与响应点优化分析
徐飞, 李传日, 姜同敏, 郭瑛
2013, 39(12): 1654-1659.
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 (1344KB) 1043
摘要:
有限元模型和试验结果的相关性分析的关键问题之一是确定最优激励点.给出了利用有限元模型和基于模态参与理论的新准则选择模态试验最佳激励点的方法，该新准则被称为模态参与变异系数准则.结合印制电路板案例，分别利用新准则和模态参与理论选择了最优激励点和次优激励点，通过对比论证了提出的新准则的准确性.此外，利用了系统等效缩减/扩展方法，用模态置信准则和共位模态置信准则来揭示不恰当的测试点带来的误差.结合印制电路板案例分析了测试点的选择对相关性分析结果的影响.案例表明，选择更好的测试点能够得到更好的相关性分析结果.
复合负载模拟器的设计与实现
杨春卫, 代建辉, 毕树生, 宗光华
2013, 39(12): 1660-1664.
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 (1564KB) 470
摘要:
基于一类具有零扭转特性的并联机构原理并结合所设计的载荷解耦装置，设计了一种可对扭矩、弯矩、轴向力3种载荷进行复合模拟的负载模拟器；控制系统以可编程多轴运动控制器（PMAC，Programmable Multi-Axis motion Controller）为核心，通过力传感器测得的负载反馈值，采用力、位置、电流三闭环的控制策略，在有效避免系统电磁干扰噪声对传感器信号影响的同时，能够稳定地、较为准确地以正弦波的方式完成对扭矩、弯矩、轴向力等载荷的复合模拟.通过对静态加载对象复合负载模拟的现场试验，验证了本系统机构设计的合理性和控制策略的可行性.
基于特征域奇异值分解的图像质量评价
崔力, 浩明
2013, 39(12): 1665-1669,1675.
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 (607KB) 671
摘要:
为了克服传统图像质量评价算法泛化能力不足的问题，提出一种基于特征域奇异值分解的图像质量预测模型.首先从多个特征域（图像及其梯度和相位一致性）中分别比较图像局部的奇异向量和奇异值差异完成视觉特征提取，随后利用支持向量机完成图像感知质量预测.实验表明：所提出的基于支持向量机而构建图像质量预测模型不仅在单个图像数据库上的表现要优于传统的图像质量评价算法，而且有着良好的跨数据库性能变现，表现出较高的泛化性；通过用集成学习器取代单个支持向量机，图像感知质量预测模型的泛化能力还可以进一步提高.
耦合器传输光谱对光纤陀螺信噪比的影响
李彦, 姜漫, 孙彦凤
2013, 39(12): 1670-1675.
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 (1661KB) 495
摘要:
温变条件下，对光纤光源发出光波经单模光纤耦合器传输后的输出光谱进行了测试；借助测试结果，仿真计算了耦合器的透射光波和耦合光波分别进入光纤陀螺后干涉仪输出信号的信噪比随温度的变化情况.结果表明：当环境温度发生变化时，耦合器透射光波和耦合光波的功率、波长和谱宽都会发生变化，且透射光波的功率、波长和谱宽的温度稳定性远高于耦合光波的稳定性；当耦合光波作为干涉仪输入光波时，由温变引起的光纤陀螺信噪比误差约是透射光波作为输入光波时的信噪比误差的4倍.
小行星着陆装置着陆动力学及着陆性能分析
赵志军, 赵京东, 刘宏
2013, 39(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 (1007KB) 927
摘要:
小行星着陆装置实现着陆器在小行星表面的着陆，其动力学及着陆性能研究对着陆装置研制具有重要意义.基于三腿式小型着陆装置，在对其结构特点及着陆策略分析的基础上，采用Lagrange方程建立了二维着陆动力学模型，模型对着陆及翻转阶段的动力学特性进行了描述，其计算结果与仿真验证较为接近且具有一致的变化趋势.在最大允许倾角为30°的着陆面上，采用仿真分析方法对着陆装置在不同着陆速度及偏航角下的着陆性能进行了统计分析，结果表明着陆装置具有良好的着陆性能.
多级弹道目标主动段机动检测自适应跟踪算法
梁小虎, 朱武宣, 郭军海, 赵华
2013, 39(12): 1682-1686.
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 (529KB) 474
摘要:
目前用于多级弹道目标主动段跟踪的“当前”统计模型无迹卡尔曼滤波算法在级间分离等强机动段会出现滤波误差大幅突跳的问题.通过理论分析和仿真指出滤波器参数不能随目标机动强弱自适应调整是根本原因.提出了一种基于滤波残差均值延迟相关的机动检测统计量，给出了其概率分布.仿真结果表明它比传统检测方法有效提高了检测性能.在此基础上给出了一种实时调整“当前”统计模型中机动频率的自适应跟踪算法.仿真结果表明，新算法能有效抑制误差突跳，加快滤波收敛速度，将主动段滤波精度提高一倍以上.
常见问答

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