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2015年  第41卷  第11期

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2015年, 第41卷, 第11期
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论文
基于轨迹线性化控制的再入轨迹跟踪制导
沈作军, 朱国栋
2015, 41(11): 1975-1982. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0424
摘要:
针对高超声速飞行器再入制导问题,提出了一种基于轨迹线性化控制(TLC)方法的轨迹跟踪制导律.利用再入飞行器动力学固有时间尺度分离的特点,通过外环路和内环路的设计分别对高度和速度进行控制.轨迹倾角被用作外环路的虚拟控制量来控制高度;倾侧角和迎角用于在内环路跟踪轨迹倾角指令和速度.在反馈回路通过设计线性时变控制器对误差动态进行镇定.反馈增益可在线计算并能符号化地表示为参考轨迹的函数,从而避免了增益插值调度和可能需要的模式切换.大量仿真结果表明:TLC可以实现轨迹的精确跟踪且控制参数对不同参考轨迹的依赖性很小;TLC与基于轨迹在线生成的制导方法的结合可以显著提高再入制导的自主性和适应性.
基于压电网络的四边固支板多阶共振抑制
李琳, 李俊, 易凯军
2015, 41(11): 1983-1993. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0703
摘要:
利用四边固支板横向自由振动的精确解作为模态坐标,在模态空间求解了四边固支压电网络板的机电耦合动力学方程.基于对压电网络板在模拟单点激励下谐响应行为的计算分析,得到了控制其各阶共振的压电网络电路元件最优电学参数.电感电阻并联型四边固支压电网络板与四边简支压电网络板不同,其具有多个局部最优电学参数.通过分析这些最优参数对其他阶共振的影响,发现四边固支压电网络板具有多阶共振抑制效果,与电阻相比,该效果对电感更加敏感.电感电阻并联型四边固支压电网络板可以实现比电阻型四边固支压电网络板更好的单模态振动抑制效果,但同时其多模态振动抑制效果会降低.
基于滚动时域的无人机空战决策专家系统
傅莉, 谢福怀, 孟光磊, 王东政
2015, 41(11): 1994-1999. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0726
摘要:
针对专家系统法在空战应用中存在适应性差的缺陷,提出了一种基于滚动时域控制(RHC)的机动决策算法对空战机动决策专家系统进行改进.首先,系统地分析了在专家系统空战机动决策中的最优控制问题,完成了机动决策最优控制模型系统状态方程的建立、控制约束的设计以及指标函数的建立.在此基础上,根据滚动时域法原理,将整个空战过程分解为若干有限时域,并在每个时域内将空战机动决策问题视为初始条件不断更新的专家系统机动决策最优控制模型的求解,反复进行直到空战结束.仿真结果表明,在专家系统法失效的情况下,通过求解专家系统空战机动决策滚动时域最优控制模型,无人机能够快速地进行有效的机动决策.
结构偏差对二维连续地月载荷转移系统动力学影响
齐乃明, 阳勇, 黄盘兴, 孙康, 韩冰
2015, 41(11): 2000-2009. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0730
摘要:
以驱动型动量交换绳系卫星系统(MMET)为载体,采用动量交换原理,考虑母星两端系绳长度偏差、两载荷质量偏差等结构偏差的前提下,应用拉格朗日(Lagrange)方法建立了连续地月载荷转移系统(CCPTS)的二维误差动力学模型.在不同的系绳长度偏差以及载荷质量偏差前提下,对所建立的误差动力学模型进行了数值仿真分析.仿真结果表明,系绳长度偏差以及载荷质量偏差对CCPTS的广义坐标、广义速度等动力学参数均产生了相似的影响,随着系绳长度偏差的增加(或载荷质量偏差的增加),CCPTS的广义坐标、广义速度偏差量的最大值均呈现相同的线性增加趋势,而对于广义加速度而言,则没有明显的线性关系.外力矩的存在能够在一定程度上削减因结构偏差所造成的对CCPTS动力学参数的影响程度.
气路闭环横向互联空气悬架车身高度调节
江洪, 杨勇福, 余鹏飞, 徐兴, 李美
2015, 41(11): 2010-2016. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0759
摘要:
为进一步改善空气悬架动力性与能耗经济性,结合互联空气悬架系统与高低压罐气路闭环车身高度调节系统的优点,提出气路闭环横向互联空气悬架系统.针对传统空气悬架车身高度控制策略应用于互联悬架存在的移植性缺陷,构建专门适用于横向互联空气悬架的车身高度比例积分微分-脉冲宽度调制(PID-PWM)控制策略,基于MATLAB/Simulink建立整车数学模型并进行仿真分析.仿真结果表明该控制策略响应迅速,且避免了超调现象,解决了传统空气悬架车身高度控制策略应用于横向互联悬架的移植性缺陷等问题.搭建试验台架,进行车身高度调节试验并对储气罐不同初始气压下充放气时间及控制误差进行研究.试验结果表明,提出的控制策略能准确地实现气路闭环横向互联空气悬架系统车身高度的切换,验证了所建模型的正确性以及控制策略的有效性,储气罐不同初始气压对车身高度调节性能的影响研究为车身高度调节的参数选择提供了依据.
基于单视点调节相机模型的水下图像三维重构
魏迎梅, 康来
2015, 41(11): 2017-2022. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0059
摘要:
水下图像成像过程中,每个场景点所对应的光线在传播过程中均经过多种折射率不同的介质,因此水下图像会产生折射变形,导致传统基于单视点相机模型的水下图像三维重构方法精度极大降低.在理论分析一个新的单视点调节模型对水下图像折射变形的补偿能力的基础上,提出一种高效、自动的水下图像三维重构及其非线性优化方法.为了验证该方法的性能,利用合成数据和真实图像对其进行测试,并依据重构有效性、重构误差等定量指标考察分析了实验结果.实验结果表明,提出的多视图水下三维重构方法可有效补偿水下场景成像空间变形,进而显著提高传统基于单视点相机模型的水下三维重构质量.
含非对称摩擦平面运动刚体动力学LCP方法
王晓军, 王琪
2015, 41(11): 2023-2028. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0765
摘要:
基于接触力学理论和线性互补问题(LCP)的算法,给出了一种含接触、碰撞以及对称和非对称Coulomb干摩擦的平面运动刚体动力学的建模与数值计算方法.将研究对象视为刚体,考虑物体接触点的局部变形,将物体间的法向接触力表示成嵌入量与嵌入速度的非线性函数;物体间的摩擦定律采用对称或非对称Coulomb干摩擦模型.首先,为了用数值方法确定粘滞与滑移(stick-slip)运动状态的切换,本文利用摩擦余量、接触点的正向和负向相对加速度等概念,给出了该摩擦定律的互补条件和互补关系式.然后,利用事件驱动法,将由于摩擦引起的stick-slip运动状态切换的判断及粘滞(stick)状态下接触点静摩擦力的计算问题转化成线性互补问题的求解.最后,通过数值算例分析了含对称与非对称Coulomb干摩擦平面运动刚体的动力学特性,并说明了该算法的有效性.
Zr含量对Ti-Zr-Cu-Ni钎料及钎焊接头性能的影响
郭伟, 齐丹, 杨建军, 李飞, 华永平, 虞文军
2015, 41(11): 2029-2035. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0774
摘要:
采用电弧熔炼方法制备Ti-5Zr-15Cu-15Ni、Ti-10Zr-15Cu-15Ni、Ti-15Zr-15Cu-15Ni和Ti-25Zr-15Cu-15Ni 4种钛基钎料,采用4种钎料对Ti-6Al-4V板材进行搭接接头真空钎焊.对不同Zr含量的钎料的熔化特性和在Ti-6Al-4V上的润湿性进行测试,并对钎焊接头的微观组织、显微硬度和剪切强度进行测试.结果表明,Zr元素的加入对Ti-Zr-Cu-Ni钛基钎料的熔化温度有显著影响,当Zr含量为5wt%、25wt%时,钎料的固液相线温差较大,且液相线温度较高;当Zr含量为10wt%、15wt%时,钎料的固液相线温差较小,且液相线温度较低.与其他钎料成分不同,25wt% Zr含量的钎料在钎料熔化过程中存在2个明显的低熔点共晶反应,其钎料在铺展过程中出现分层现象.15wt%和25wt% Zr含量钎焊接头具有更低的显微硬度.综合钎料的熔化特性以及钎焊接头的显微硬度和剪切强度,Ti-15Zr-15Cu-15Ni是最佳的钎料成分配比,具有最好的综合性能,其钎焊接头的剪切强度为298 MPa.
飞机燃油测量传感器优化布局技术
袁梅, 何一强, 董韶鹏, 牛奔
2015, 41(11): 2036-2043. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0745
摘要:
实时、准确地测量出飞机各油箱的剩余油量,对飞机飞行安全十分重要.为了提高飞机燃油的测量精度,设计了一种基于粒子群算法(PSO)的燃油测量传感器优化布局方法.首先,引入燃油实体的概念,建立了某机翼复杂、带隔断多腔油箱CAD模型及箱内燃油实体模型;其次,基于Unigraphics NX(UG)二次开发,完成了飞机不同姿态下、复杂不规则多腔油箱燃油体积的解算;再次,提出了飞机油箱最大燃油可测区(LMR)的概念,并以此作为优化目标进行传感器优化布局;最后,引入可设置边界距离因子(BDF),解决了传感器布局时与油箱壁距离过近的问题.结果表明,该方法实现了多根燃油传感器的布局,可以不受油箱形状和大小的限制,有效避开了油箱内部的干涉区域,保证不同飞行姿态下油量测量的连续性,并使得飞机燃油的可测范围达到较高水平.
航天员受银河宇宙线辐射的剂量计算
张斌全, 余庆龙, 梁金宝, 孙越强, 杨垂柏, 张珅毅
2015, 41(11): 2044-2051. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0712
摘要:
在近地空间(LEO)和深空探测中,航天员遭受的辐射风险主要来自于银河宇宙线(GCR)照射.银河宇宙线的辐射剂量是航天员辐射风险评价的基础.国际放射防护委员会(ICRP)于2013年提出了新的航天员空间辐射剂量估算方法,以更准确给出空间重离子辐射的剂量.基于此方法,开发了宇宙线粒子在物质中输运的蒙特卡罗程序,并在程序中实现用中国成年男性人体数字模型来仿真航天员.采用该程序计算了粒子(Z=1~92)各向同性照射航天员时器官的通量-器官剂量转换因数,并估算出航天员在近地轨道空间受银河宇宙线辐射的剂量.
模拟月壤钻进取样量影响因素分析及试验研究
全齐全, 史晓萌, 唐德威, 姜生元, 邓宗全
2015, 41(11): 2052-2060. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0782
摘要:
在月球钻取采样器的设计中,软袋取心方式可获得细长的连续钻取样心,具有较高的取心率,并能够保证次表层月壤样品的层理信息.由于取心过程中月壤颗粒运动复杂,尚无系统的方法对软袋取心的取样量影响因素进行分析.剖析了软袋取心中月壤颗粒的流动情况,基于极限平衡理论构建了软袋取心力学模型.该模型以月壤和取心钻具之间以及各部分月壤之间的相互作用为力学边界条件,描述了月壤从取心钻具外进入取心软袋内的动力学过程.基于该模型提出了预测取心率数值计算方法,分析了钻进规程、月壤特性和钻具构型等因素对取心率的影响.利用HIT-LS1#模拟月壤和HIT-2型试验钻具开展了钻进取样试验,取心率的理论预测值与试验结果的平均误差小于5%.
反演航天器在轨瞬态外热流的导热反问题
宋馨, 张有为, 刘自军
2015, 41(11): 2061-2066. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0719
摘要:
获得航天器在轨飞行过程中的外热流数据对于研究热控涂层在轨退化规律、各种空间因素对热控产品的影响以及航天器姿轨控发动机羽流热效应都有非常重要的意义,然而直接测量热流存在很多困难,因此可以通过求解导热反问题得到满足一定精度的结果.首先,通过研究利用航天器设备在轨遥测温度值反演出航天器在轨瞬态外热流的导热反问题方法,建立了反演航天器在轨瞬态外热流的数学模型,采用共轭梯度法求解导热反问题并从物理概念角度改进了共轭梯度法的迭代过程以增加其抗不适定性;然后构造了两组能够代表目前大多数地球轨道航天器以及深空探测航天器在轨吸收外热流变化的数值试验对共轭梯度法的反演效果进行了检验.除阶跃变化位置以外反演值与真实值的最大相对偏差为2.9%,反演效果非常好;对于阶跃变化位置的吸收外热流在对反演结果进行分析处理后也能够得到较好的反演结果.
基于Harmony系统工程的IMA应用开发
徐文, 熊智勇, 张国全
2015, 41(11): 2067-2077. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0741
摘要:
介绍了结合Harmony系统工程(SE)建模方法进行综合模块化航空电子(IMA)系统应用的开发,采用Rhapsody Harmony框架作为系统设计工具,在IMA应用软件需求进行分析的基础上创建软件模型,对系统的用例图、活动图、时序图、内部块图以及状态图进行了分析.阐述了在软件模型的基础上,基于VxWorks 653操作系统(OS)的IMA应用开发过程,涉及到模块操作系统的构建、分区操作系统的构建、应用的构建以及综合的构建,其中,模块操作系统的构建涉及到核心操作系统Makefile的开发,分区操作系统的构建涉及到分区操作系统配置表以及其Makefile的开发,应用的构建涉及到应用源程序、应用配置表以及其Makefile的开发,综合的构建涉及到模块配置表以及其Makefile的开发,将应用加载到IMA模块上进行了功能测试,IMA应用运行状态与Harmony软件模型行为一致.
攻角拉起时前体非对称涡诱导机翼摇滚运动
徐思文, 邓学蓥, 王延奎
2015, 41(11): 2078-2084. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0707
摘要:
针对目前前体非对称涡诱导机翼摇滚研究时攻角往往处于静态而没有考虑攻角动态拉起的问题,在北航D4风洞中采用细长旋成体与30°后掠翼的组合体模型,通过不同拉起速度下的机翼摇滚运动实验,分析了攻角拉起速度对前体非对称涡诱导机翼摇滚运动的影响及影响产生的原因;随后通过在快速拉起摇滚运动过程中进行模型表面压力测量,研究了快速拉起机翼摇滚的流动机理.实验结果表明,由于机翼摇滚运动的时间随攻角拉起速度增加而减少,使得在3个不同的拉起速度分区内,摇滚运动呈现为不同的运动形态,其中第3个快速拉起分区内的摇滚运动为与攻角静态时完全不同的类正弦摇滚运动形态.与攻角静态时机翼摇滚的流动机理不同,快速拉起时这种类正弦摇滚运动主要源于前体非对称涡随攻角的演化,前体非对称涡随滚转角的涡型切换不再重要.
基于LADRC的直升机姿态解耦控制及参数整定
吴超, 王浩文, 姜辰, 张玉文, 倪先平
2015, 41(11): 2085-2094. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0710
摘要:
为满足ADS-33E-PRF所规定的飞行品质,有效克服模型外部扰动的影响,提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的直升机姿态控制策略.建立UH-60A直升机的飞行动力学模型和风模型,并进行配平计算以验证动力学模型和配平算法的准确性.在增稳反馈回路的基础上,基于单输入单输出的二阶LADRC控制器搭建了UH-60A的姿态解耦控制回路.针对ADS-33E-PRF品质要求,将控制器参数整定转变为时域与频域内的约束优化问题,结合H综合算法和最速下降算法进行了优化计算.对姿态控制器的控制效果进行了品质评估,并在大气扰动下对姿态保持控制进行了仿真,仿真和品质分析表明基于LADRC的姿态控制系统具有良好的解耦性能和抗扰性.
基于碰撞航线的动能拦截器滑模制导律设计
杨旭, 张皎, 刘源翔
2015, 41(11): 2095-2102. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0728
摘要:
针对大气层外用于拦截目标动能拦截器(KKV)的制导律设计问题,采用非线性干扰观测器(NDO)及滑模变结构控制思想设计了一种基于碰撞航线的制导律.通过控制导弹攻角,使导弹的速度方向始终指向预期碰撞点,并利用NDO对目标加速度进行有效估计及动态补偿,降低了导弹所需的过载,并提高了命中时的速度.同时,分别从拦截轨迹、可拦截目标区域及拦截目标速度范围对机动目标进行拦截仿真,并与以零化视线角速率为目标设计的有限时间收敛制导律对比,仿真结果表明对于动能拦截器采用基于碰撞航线的滑模制导律具有更好的制导性能.
多级压缩锥导/吻切锥乘波体设计与对比分析
吕侦军, 王江峰
2015, 41(11): 2103-2109. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0740
摘要:
将乘波体作为以吸气式超燃冲压发动机为动力的高超声速飞行器的前体,不仅可以发挥乘波体优异的气动力性能,而且起到了高超声速飞行器前体对来流的预压缩作用.为了进一步提升乘波前体的预压缩作用,基于Sobieczky提出的吻切锥原理,发展了一种新的多级压缩乘波体外形的设计方法.将该设计方法应用到锥导和吻切锥乘波体的设计中,生成了具有多个压缩面的多级压缩锥导和吻切锥乘波体,同时对相同设计条件和具有相同投影曲线的前缘条件下获得的三级压缩锥导和吻切锥乘波体的性能进行了对比分析.研究结果表明数值模拟计算结果与设计预期完全吻合,该多级压缩乘波体设计方法可以应用于锥导和吻切锥乘波体.
模拟月壤真空试验装置设计及实现方法
张涛, 安迎和, 丁希仑
2015, 41(11): 2110-2115. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0753
摘要:
我国探月三期需在月面真空环境下钻采2 m深的月壤样品,为测试采样器在真空热环境下的性能,需首先在地面模拟一个接近月表的真空热环境.本文设计了一套模拟月壤真空试验装置,研究了模拟月壤真空实现方法.通过使用机械泵对模拟月壤进行抽真空,分析了抽速、样品量、含水量、密实度和温度等因素对模拟月壤真空度的影响情况.此外,分别分析了从容器顶部、底部抽气对模拟月壤抽真空效果的影响,提出了保证样品密实度的可行抽气方法.该试验研究对构建月面真空环境模拟器具备一定的参考价值.
角度测量下双机协同standoff目标跟踪
朱黔, 周锐, 董卓宁, 李浩
2015, 41(11): 2116-2123. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0716
摘要:
基于最大化目标位置估计精度,针对两架无人机(UAV)仅有角度测量的情况,提出一种新的协同随机运动目标standoff跟踪控制方法.以目标位置估计均方根误差(RSME)作为性能指标,建立其与UAV观测几何构型之间的关系模型,进而确定了最优跟踪时UAV最优观测几何构型.采用扩展信息滤波实现目标状态的融合估计;考虑平台性能、碰撞规避、安全距离等约束条件,采用非线性模型预测控制(NMPC)实现UAV协同分布式在线优化控制.仿真结果表明该算法在确保最优观测构型和跟踪精度的同时有效地提高了算法实时性.
基于可拓案例推理的故障诊断方法
文天柱, 许爱强, 孙伟超
2015, 41(11): 2124-2130. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0736
摘要:
可拓案例推理是将可拓学与案例推理结合后形成的一种知识推理方法.首先介绍了可拓案例的复合元表示,并重点给出了区间型故障征兆的相似度计算方法.然后分析了可拓案例推理过程,在可拓案例检索中,采用了粗糙集方法确定故障征兆权重,并提出规则引导的检索策略;在可拓案例重用中,采用可拓传导变换实现了针对不同检索结果的可拓案例重用;在可拓案例修改中,采用可拓增删变换完成了对重用可拓案例的故障征兆和权重的增删;在可拓案例保存中,讨论了对修改可拓案例进行保存的添加、删除和替换3种方式.最后通过应用案例说明采用该方法进行故障诊断的过程,并对可拓案例检索的时间复杂度进行分析,将本文提出的检索策略与全局检索策略进行比较,结果表明采用本文提出的检索策略可以提高检索效率,加快诊断速度.
基于模糊神经网络的MIMO系统自适应解耦控制
白辰, 樊垚, 任章, 杨鹏
2015, 41(11): 2131-2136. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0758
摘要:
针对一类具有不确定性的多输入多输出(MIMO)非线性系统控制问题,提出了基于模糊神经网络的自适应解耦控制方法.根据分散控制理论和反馈线性化方法设计了MIMO非线性系统的分通道解耦控制律,然后把通道耦合项和不确定性项归结为总的系统扰动项,利用模糊神经网络观测器得到其估计值,并作为补偿信号加入到解耦控制律中.证明了所设计的解耦控制律、模糊神经网络观测器以及模糊神经网络权值向量自适应律可以保证控制误差、扰动估计误差和权值向量误差一致最终收敛.仿真中将本文的方法与传统的输出反馈控制律进行了对比,结果表明加入的补偿控制信号消除了通道耦合和不确定性带来的不利影响,验证了该方法的有效性和稳定性.
地基激光清除空间碎片的策略
王成林, 张艳, 王鲲鹏
2015, 41(11): 2137-2143. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0696
摘要:
空间碎片的清除策略是实现地基激光主动清除厘米级空间碎片的关键技术之一.为了制定有效的清除策略,首先对在碎片轨道不同位置上速度分量的变化对其新轨道近地点高度的影响进行了研究,指明了3种不同速度分量变化的降轨效果的差异;然后结合地基激光的几何和物理特性,推导了确定有效变轨区域的约束条件;最后据此提出了地基激光以连续脉冲变轨方式清除空间碎片的通用策略,并通过仿真实验,实现了利用地基激光清除空间碎片的目的,也验证了该清除策略的有效性.
单-厚盘转子过两阶临界转速的瞬态振动分析
刘政, 王建军
2015, 41(11): 2144-2157. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0699
摘要:
航空发动机特殊的鼓式压气机结构可简化为径向转动惯量大于轴向转动惯量的厚盘转子系统,其做正进动时存在两个固有频率.计算了单-厚盘转子分别以定角加速度和定功率过两阶临界转速时对不平衡激振力的瞬态响应,其中定功率厚盘转子还与外界能源发生非线性耦合.结果发现,单-厚盘转子的低阶振型为轴的弯曲,高阶振型为盘的偏摆,其中高阶模态是厚盘转子特有模态;过临界转速时瞬态振动由转子的自由振动和强迫振动合成;当功率不足够提供转子通过临界转速时,出现外界能源与转子系统的能量耦合,造成瞬态振动急剧增大而"失速".
层状MoS2/Graphene薄膜的制备及其电催化制氢性能
杨阳, 许頔, 吴卿永, 项民, 刁鹏
2015, 41(11): 2158-2165. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0709
摘要:
采用水热合成的方法,以硫脲(NH2CSNH2)为硫源和还原剂,合成出了二硫化钼/石墨烯(MoS2/Graphene)复合电催化剂用于电解水制氢.将其旋涂到掺杂氟的SnO2透明导电玻璃(FTO)上制备成MoS2/Graphene薄膜进行电催化分解水制氢性能测试.研究发现,MoS2/Graphene的催化活性较纯纳米MoS2提高了近一倍.这是由于通过化学耦合作用选择性生长在石墨烯上的层状MoS2其边缘拥有丰富的活性位点,同时石墨烯作为良好的导电基体也能大大加快了电子的转移速度.在0.5 mol/L H2SO4溶液中,MoS2/Graphene旋涂到FTO上的层数为12层时,其电催化制氢效率最高:起峰电位提前到0.085 V,在0.2 V的过电位下电流密度达到了-4.5 mA/cm2.层状MoS2/Graphene电催化剂作为Pt族贵金属的替代品,具有广阔的应用前景.
基于动态贝叶斯网络的可修GO法模型算法
樊冬明, 任羿, 刘林林, 刘叔正, 樊剑, 王自力
2015, 41(11): 2166-2176. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0767
摘要:
GO法是评价复杂系统可靠性和安全性的有效方法,除了能描述多状态时序特性外,还能表达系统的复杂动态维修行为.针对这种带有动态可修特性的系统GO法模型,提出一种基于动态贝叶斯网络的新算法.首先将GO法模型中的可修操作符和不可修操作符转换成动态贝叶斯网络,然后将整体模型通过贝叶斯软件进行模型求解.新方法结合贝叶斯网络理论的成熟算法和软件,可得到系统可用度随时间变化的曲线和给定时间点的瞬时可靠性指标,并且无需考虑共有信号问题.基于动态贝叶斯网络理论的新算法规则简单统一,便于工程应用.
小攻角对后掠机翼边界层稳定性及转捩的影响
靖振荣, 孙朋朋, 黄章峰
2015, 41(11): 2177-2183. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0769
摘要:
攻角是影响后掠机翼边界层横流稳定性的关键参数之一.以NACA0012翼型为研究对象,通过求解三维可压缩Navier-Stokes方程计算了展向无限长后掠机翼的基本流场;通过求解Orr-Sommerfeld方程得到了扰动波的中性曲线及增长率演化曲线,基于线性稳定性理论(LST)研究了攻角对后掠机翼边界层流动稳定性的影响;最后采用转捩预测eN方法进行了转捩预测.研究发现,扰动波的增长在背风面受到抑制,在迎风面受到增强;转捩首先发生在迎风面,当扰动速度为来流速度的0.05%时,转捩发生的N值在6左右,转捩发生的位置在0.1~0.2个弦长之间.
胸鳍摆动推进机器鱼滚转机动控制
宫昭, 蔡月日, 毕树生, 马宏伟
2015, 41(11): 2184-2190. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0748
摘要:
针对胸鳍摆动推进机器鱼滚转机动控制研究的实际需求,提出了一种基于中枢模式发生器(CPG)的模糊控制方法.通过模仿生物原型的胸鳍摆动规律,得到一种可以驱动机器鱼滚转运动的胸鳍摆动方式,并通过定义相关参数将其量化表达.基于胸鳍摆动CPG模型,建立模糊控制器,用于机器鱼的滚转机动控制.进行了机器鱼的滚转运动实验并对实验结果进行了详细分析.实验结果表明,机器鱼能以最快10(°)/s的角速度达到目标滚转角度,而且稳态误差不超过±5°.通过滚转机动控制,并配合航向控制,实现了胸鳍摆动推进的机器鱼以90°滚转角穿越宽度为翼展1/2的狭窄空间的高机动性运动.
常见问答