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2015年  第41卷  第6期

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2015年, 第41卷, 第6期
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综述
高电导率、低溶胀的碱性聚电解质膜的实现策略
相艳, 司江菊
2015, 41(6): 961-968. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0174
摘要:
碱性聚电解质膜燃料电池(APEMFC)作为质子交换膜膜燃料电池的替代,由于其可以使用非贵金属催化剂、氧还原反应动力学快及成本低等众多优点,近年来获得了长足的发展.作为其中一个关键部件,碱性聚电解质(APE)膜在APEMFC中扮演着重要的角色.然而,由于OH-的淌度明显低于H+,碱性聚电解质膜的性能尤其是电导率相对较低.通过提高聚合物中离子基团的接枝度(GD),获得高的离子浓度可以在一定程度解决这个问题.但是,这种方法往往导致聚合物膜过度亲水溶胀,机械强度大幅下降.由此看来,电导率和溶胀成为了两个影响电池性能的异常重要但又相互矛盾的因素.本文综述了近些年来解决这个矛盾的一些策略, 如物理手段、化学交联、离子基团在侧链上的富集以及通过亲水/疏水相分离结构构建高效的离子传输通道等.这些手段都能在一定程度上实现在低的吸水和溶胀下获得高的电导率.
论文
时变热辐射环境下高温合金蜂窝板三维热变形测量
潘兵, 江天云, 吴大方
2015, 41(6): 969-975. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0391
摘要:
轻质、高强和隔热性能优良的蜂窝合金板结构已广泛用于航空航天领域,其在模拟瞬态气动热环境下的热变形是高速飞行器热防护结构设计的重要参数之一.首先,用自行研制的红外辐射瞬态气动热实验模拟系统模拟与其服役环境类似的时变热辐射环境,用新型"主动成像"三维数字图像相关(3D-DIC)测量方法对高温合金蜂窝板结构试件在时变热辐射环境下不同时刻的三维热变形进行了测量.其次,为保证三维数字图像相关测量方法能有效实施,提出一种制作稳定的大面积高温散斑新方法,该方法制作的高温散斑能在整个实验过程中保持稳定,可作为高温变形的有效载体.最后,用Hoff等效刚度理论计算高温合金蜂窝板在稳态时的最大翘曲位移.研究结果表明:210 mm×210 mm的高温合金蜂窝板在单侧面辐射加热条件下其面内变形为均匀热变形,而离面变形为轴对称的翘曲变形,在900℃时其最大离面翘曲位移约为1.6 mm;Hoff等效刚度理论计算结果与实验结果相吻合.
应力主轴旋转下砂土力学特性的数值模拟分析
童朝霞, 王勃, 左照坤, 姚仰平
2015, 41(6): 976-981. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0434
摘要:
应力主轴旋转条件下砂土等颗粒材料的力学响应与细观组构及演化规律密切相关.通过将离散元数值模拟与室内物理试验在正应变分量发展、剪应力-剪应变关系曲线、体应变发展规律及影响因素等方面进行对比分析,验证了离散元数值模拟的有效性.在此基础上,将颗粒长轴定向组构特征和粒间接触法线组构特征分别用反映组构分布各向异性程度及主方向的变量表示,深入分析了应力主轴旋转条件下颗粒材料组构特征在一个循环周的演化规律,并同时考察了初始孔隙比和应力比对颗粒材料细观组构演化规律的影响.
CTA影像头部骨骼组织提取算法
曹春红, 艾亮, 许光星
2015, 41(6): 982-988. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0502
摘要:
计算机断层血管造影(CTA)影像单纯根据灰度信息无法良好地分离血管组织和骨骼组织.结合CTA影像的灰度特点,提出基于改进的三维区域生长算法的骨骼组织外轮廓提取和基于改进的Snake模型的骨骼提取算法.首先结合概率论的相关知识改进区域生长判定条件的准确性,提出三维区域生长的快速的骨骼区域种子点提取方法,使得它可以获得比较准确的骨骼组织区域.之后选取Snake模型并对其进行改进,增加了影像能量信息项,使得该模型可以更好地解决当前的问题.最后给出了实验结果并和传统算法进行对比,证实所提出的骨骼组织分割提取算法效果良好.
线控制动系统踏板模拟器与制动感觉评价
姬芬竹, 周晓旭, 朱文博
2015, 41(6): 989-994. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0067
摘要:
在分析传统液压制动系统踏板特性的基础上,以试验得到的踏板特性为目标,设计了以弹性元件和液压单元为基本模拟单元的踏板模拟器;分析了"制动感觉"指数(BFI)评价指标;以AMESim和Matlab/Simulink为仿真平台,建立踏板模拟器仿真模型并进行了仿真计算.计算结果表明,模拟器输出的踏板反力随踏板行程的增加而增大,其踏板特性能够跟随目标踏板特性而变化;改变弹性元件的刚度和液压缸的压力,可以得到不同的踏板特性;对3种不同弹簧刚度的模拟器"制动感觉"进行评价,BFI达到92.4分,具有良好的制动感觉;通过调整模拟器参数,可以适应不同的车型或满足不同的驾驶员需求.
一种空间目标可见光反射特性控制技术
黄晨, 王建军, 薛莉, 高昕, 宋平
2015, 41(6): 995-999. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0422
摘要:
目前对于地球同步轨道(GEO)空间目标的探测和识别主要依靠反射太阳光的光度变化进行分析识别并判断.基于空间目标表面漫反射性质的可见光反射特性计算模型分析,研究了不同形状反射体可见光反射特性,并提出一种采用不同形状反射体控制改变空间目标可见光反射特性的方法.以GEO卫星为例,采用基于蒙特卡罗的非序列光线追迹方法,仿真分析椎体、球体和圆柱体作为反射控制体对卫星光变特性的影响.结果表明该方法可改变卫星原有可见光反射光变曲线,降低卫星被探测识别概率,提高空间目标隐蔽性.
基于动态孔径聚焦的L型构件相控阵超声检测
徐娜, 何方成, 周正干
2015, 41(6): 1000-1006. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0519
摘要:
由于L型构件界面形状复杂,当采用基于全矩阵数据的全聚焦方法时,声波在试样中的传播路径十分复杂,增加了试样中超声传播时间的计算难度.为了解决上述问题,提出了一种根据实际被测对象并使用全矩阵数据的动态调整聚焦方案的"动态孔径聚焦方法";然后,针对L型构件的型面特征,制定了动态孔径聚焦检测方案,并提出了基于Snell定律的声波传播时间计算方法;最后,通过时域有限差分数值仿真方法模拟全矩阵数据,验证了所提出聚焦方法的正确性;定制L型金属试样进行检测实验,检测结果与实际试样参数一致.研究表明:所提出的动态孔径聚焦方法可实现对L型构件的有效检测.
有限体积内的K-π相互作用和K*共振态
周丹, 崔二亮, 陈华星, 耿立升, 沈成平
2015, 41(6): 1007-1011. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0411
摘要:
为了找到一种获得K-π相移的有效方法,并从格点计算得到的能级中获取K*介子的性质,首先使用手征幺正理论研究了有限体积中的PK-π相互作用.这种方法曾在无限空间中成功地应用于计算K-π相移.然后用这种方法计算得到作为立方体盒子尺寸和π介子质量的函数的PK-π散射振幅的能级;并计算了K-π散射的相移以及基于该结果的K*介子的物理性质.最后,为了和格点量子色动力学(QCD)计算结果进行比较,又在π介子取非物理质量时计算得到了K*介子的能级.比较表明:文中方法与格点QCD得到的结果基本一致.当介子能量为266 MeV时,本文方法得到的两个能级分别为924.0 MeV和1483.0 MeV,其结果与格点QCD得到的915.6 MeV和1522.3 MeV的两个能级符合得很好.
显示界面多维视觉编码综合评价模型
肖旭, 完颜笑如, 庄达民
2015, 41(6): 1012-1018. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0428
摘要:
为预测与评估多维视觉编码对飞行员信息辨识的影响,在大量已有单维视觉编码研究的基础上,采用元分析和综合绩效法对显示界面上的多维视觉编码进行归一量化,结合G1法所确定的权重系数并运用模糊加权平均算子,建立了一种新的显示界面多维视觉编码综合评价数学模型.为了验证模型的效度,对波音和空客界面进行了综合评价,据此设计出优化界面,采用22名被试在不同显示界面下开展仪表监视实验,并采用了主观评价法、任务绩效评价法和生理评价法(包括眼动追踪测量和心电图时域指标测量)3种方法记录实验数据.综合测评结果表明:模型的理论预测值与多种实验方法测量结果显著相关,优化界面更利于被试完成信息辨识任务.显示界面多维视觉编码综合评价模型的提出对指导飞机驾驶舱显示界面的设计具有一定的参考价值.
基于导纳原理的下肢外骨骼摆动控制
刘棣斐, 唐志勇, 裴忠才
2015, 41(6): 1019-1025. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0462
摘要:
针对下肢外骨骼摆动过程中对操作者运动意图的识别和跟踪问题,首先提出了一种基于导纳原理的控制算法.该方法借鉴了物体运动过程中力和速度所具有的导纳特性,通过合理设计导纳参数将操作者与下肢外骨骼之间的交互力转化为外骨骼的期望运动轨迹.然后利用传统控制方法驱动外骨骼准确跟踪期望运动轨迹,最终实现操作者和外骨骼的协调运动.构建了包含交互力信息的人机系统模型,并在此基础上进行了仿真验证试验.仿真结果表明:相比于未驱动的外骨骼,正常摆动频率下操作者与外骨骼之间的交互力降低了约85%,并成功实现了对操作者运动的准确跟踪,误差在±0.3°以内.
基于ADRC姿态解耦的四旋翼飞行器鲁棒轨迹跟踪
杨立本, 章卫国, 黄得刚
2015, 41(6): 1026-1033. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0392
摘要:
针对欠驱动四旋翼飞行器的控制特性,提出一种基于自抗扰控制(ADRC)的姿态解耦控制算法,该算法可以克服传统欠驱动四旋翼控制方法中存在的问题,如系统状态间耦合严重,抗干扰能力弱及系统建模误差对跟踪性能影响较大等弱点.该算法利用扩张状态观测器(ESO)实现状态间耦合项的跟踪和估计,同时ESO也可实现对系统干扰的估计,干扰包括系统内扰和外扰.利用动态反馈线性化将非线性MIMO系统转化成线性SISO系统,然后利用非线性反馈控制律实现四旋翼姿态系统的高品质控制,在上述姿态解耦控制的基础上研究飞行器的鲁棒轨迹跟踪问题,不同情况下的仿真结果验证了上述姿态控制算法可提高系统轨迹跟踪的鲁棒性.该算法不依赖于精确的系统模型,降低了实际应用的难度,并有很强的抗干扰能力,具有实际应用的价值.
有限维修能力下舰载机可修复件库存优化模型
张帅, 李军亮, 吕卫民, 滕克难
2015, 41(6): 1034-1041. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0393
摘要:
舰载机保障受维修渠道约束,维修能力有限.为使Palm定理和Metric理论适用于舰载机可修复件优化配置,基于排队理论,将有限维修渠道的实际维修时间与维修等待时间之和等效为无限维修渠道的平均维修时间,建立专业渠道、通用渠道和混合渠道的维修供应渠道修正模型.根据维修供应渠道修正模型,给出了两层级备件项的供应渠道备件数均值和方差模型.结合实例应用,分析了备件需求率和维修渠道数对维修时间的影响.对比分析了"有限维修渠道模型"和"无限维修渠道模型"库存方案的应用效果,并给出了各自的适用条件,结果表明了修正模型的有效性.
基于SIMP法的周期性传热材料拓扑优化
贾娇, 程伟, 龙凯
2015, 41(6): 1042-1048. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0401
摘要:
为了实现基于宏观热传导条件的周期性材料微结构设计,建立了基于固体各向同性材料惩罚法的周期性结构拓扑优化模型.模型以体积比为约束,散热弱度最小为优化目标.为了满足周期性约束,将设计域划分为若干相同子区域,并重新分配散热弱度.基于偏微分方程的图像处理方式可以有效地消除棋盘格和网格依赖性现象.讨论并分析了不同子区域个数及不同载荷工况对拓扑优化构型的影响.数值实验结果表明:周期性结构的建模方式可以实现基于宏观稳态热传导条件的周期性材料微结构设计.子区域个数不同时,优化得到不同的微结构构型,这反映了尺寸效应对材料设计的影响.当子区域个数不断增加时,优化结果逐渐趋向收敛于均匀化方法对应的极限值.
改性聚酰亚胺复合材料的电导机理分析
雷伟群, 乌江, 彭平, 杨沛, 郑晓泉
2015, 41(6): 1049-1054. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0427
摘要:
首先,选用半导电的微米级和纳米级改性剂粉料对玻璃布补强聚酰亚胺基复合材料进行改性.共制备了5种试样,其中包括4种使用无碱玻璃布补强的聚酰亚胺试样,分别是未改性、纳米改性、微米改性和微/纳米改性和一种使用微碱玻璃布补强的试样.其次,研究改性剂粒径和玻璃布含碱量对复合材料介电性能及电导率特性的影响.试验结果表明改性剂粒径对复合材料的介电性能影响不显著,但是微米粒径的改性剂能显著提高复合材料的体电导率并赋予复合材料一定的非线性电导率特性,而纳米粒径的改性剂会小量地降低复合材料的电导率.与无碱玻璃布补强的试样相比,采用微碱玻璃布改性和补强的复合材料试样有较高的非线性电导阈值电场.
分布式推进关键参数对BWB飞机气动特性影响
闫万方, 吴江浩, 张艳来
2015, 41(6): 1055-1065. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0390
摘要:
基于350座级分布式推进系统与翼身融合(BWB)耦合的飞机气动布局设计方案,采用数值计算流体动力学的方法研究了推进系统关键设计参数对飞机气动特性的影响.结果表明:巡航时,推进系统沿机身布置越靠前,质量流量率(MFR)对飞机的气动特性影响越明显,增大MFR在一定范围内提高了飞机的气动效率;进气道入口位置后移可有效提高飞机巡航升阻比,但推进系统进气均匀性的恶化将不利于其有效运行,需权衡考虑;只有选择合适的进气道入口高度才可实现在保持较好的进气条件下提高飞机的气动效率.起飞时,增大MFR可有效提高飞机的起飞升力,与无分布式推进系统的飞机相比,升力最大能提高约20%.
复合材料开孔层板压缩渐进损伤分析
周睿, 关志东, 李星, 卓越
2015, 41(6): 1066-1072. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0395
摘要:
首先,针对纤维增强复合材料开孔层板进行了压缩试验,通过微距数显设备、电镜扫描和X光扫描设备检测了加载过程中的渐进损伤和试验件最终破坏模式,观测了损伤起始和45°与90°铺层间的分层现象. 其次,将复合材料开孔层板失效分为层内失效和层间失效,基于细观损伤力学MMF3理论和界面胶层单元方法建立了开孔压缩损伤跨尺度分析模型.最后,应用该模型对开孔压缩损伤起始、损伤扩展和层板破坏模式进行了预测,获得了纤维和基体损伤起始位置、分层产生位置及扩展过程、最终的分层和压入破坏等计算结果.计算结果与试验结果获得了较好的吻合,表明该计算模型适用于分析复合材料开孔压缩渐进损伤问题.
超声速横向喷流侧向控制的数值模拟
李亚超, 阎超, 张翔, 孟军
2015, 41(6): 1073-1079. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0398
摘要:
为研究来流攻角和喷流位置对横向喷流侧向控制力的影响,通过数值方法模拟了超声速条件下的横向喷流干扰流场,计算得到的壁面沿程压力分布与实验结果吻合良好.采用喷流力放大因子和实际作用位置表征喷流侧向控制力的实际作用效果,引入法向干扰力沿程增加系数来分析弹体表面的压力特征区域对侧向控制力的影响.计算结果表明:在喷流干扰下,侧向控制力大小不等于喷流设计推力,并带有绕喷流中心位置的低头力矩;低压尾迹区是影响侧向力实际作用效果的决定因素;攻角的增大和喷流位置的后移,分别有助于削弱低压尾迹区的干扰强度和作用范围,从而增强侧向控制力的实际作用效果.
基于本体的故障案例信息抽取方法研究
柯倩云, 李青, 孙勇
2015, 41(6): 1080-1086. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0419
摘要:
以飞机维修保障中的经验知识积累和重用为目的,针对故障案例知识由于缺乏结构化、规范化描述,导致共享与重用困难的问题,对飞机故障案例的知识表达与信息抽取方法进行了研究.首先,根据飞机故障领域的特殊性以及知识共享和重用的实际需求,建立了飞机故障案例知识的本体模型;其次,利用中文分词工具以及文本工程通用框架(GATE),研究了对故障案例信息文档的语义标注以及基于规则的信息抽取技术;最后,利用Jena推理机挖掘出隐性信息,并实现在信息抽取过程中,通过不断发现新知识,主动扩展知识库.在此基础上开发了信息抽取原型系统,实现了从多种不同类型的文档信息中抽取出结构化故障案例信息,并利用数据库进行存储和管理,提高了故障案例知识的重用性,验证了研究方法的可行性.
基于视频虚拟化身的远程视频协作
刘思奇, 喻纯, 史元春
2015, 41(6): 1087-1094. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0532
摘要:
现有的远程视频通信系统往往局限于如何实时、准确地传递足量的信息,却忽略了远程通信双方的交互需求;此外,传统的视频通信基于二维信息,并未对双方的三维信息充分加以利用.因此,在视频通信中融入3D技术,可以使得远程交互更加自然、高效,增强通信沉浸感.本文着眼于远程视频协作中的交互层面,提出了远程视频协作系统的"沉浸式"设计目标,据此设计并实现了一种新型的、基于视频虚拟化身的远程视频协作系统.具体而言,系统使用Creative Senz3D深度摄像头,通过背景分割技术提取通信者的前景图像以作为虚拟化身,再将不同通信者的虚拟化身置于共同的虚拟场景之中,并在系统中加入手势的辅助控制,设计了人物之间、人物与虚拟场景之间的自然的、"沉浸式"的交互方式,拓展了远程通信的交互协作模式.最后通过用户实验表明,本文设计的基于视频虚拟化身的远程视频协作模式,可以有效地提升远程通信协作的沉浸感.
基于证据融合的雷达反隐身性能评估方法
师俊朋, 胡国平, 王馨
2015, 41(6): 1095-1101. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0388
摘要:
针对雷达反隐身性能评估过程复杂、算法不完善等现象,提出了一种基于改进证据融合算法的雷达反隐身性能评估方法.针对证据源主观性强、关联性差等现象,依据熵理论、欧式距离等客观分析得到了可信度因子与熵权值、受支持系数间的变化关系,实时修正了可信度分配函数.并结合雷达反隐身分层次性能评估指标体系,建立了基于效用区间的雷达反隐身性能优劣比较方法,得出了客观、准确的评估结果.算例分析和仿真表明,与一般融合算法相比,改进的证据融合算法系统评估能力更强、鲁棒性更好.
空间磁场环境模拟线圈驱动恒流源设计
张鹏飞, 齐铂金, 郑敏信, 张伟
2015, 41(6): 1102-1107. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0403
摘要:
针对空间磁场环境模拟线圈磁感应强度0~20 Gs连续可调,磁场稳定度优于1%的要求,采用前级电压源与后级电流源串联的主电路拓扑结构,结合电压双闭环控制和电流闭环负反馈控制的方法,实现了稳定的电流输出,减小了功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的功耗,提高了恒流源的效率.测试结果表明:恒流源输出电流0~10 A连续可调,霍姆赫兹线圈中心磁感应强度能达到20 Gs的设计要求,电流稳定度优于0.1%,磁场稳定度优于1%.
浮升混合飞艇气动性能及总体参数分析
糜攀攀, 孟军辉, 吕明云
2015, 41(6): 1108-1116. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0404
摘要:
为了兼顾飞艇的气动性能和浮升特性,充分发挥二者的优势,并增强可控性,提出了一种基于NACA高升力翼型的组合嚢体式混合飞艇气动布局.采用计算流体力学(CFD)方法建立混合飞艇FLUENT计算模型,数值模拟了它在不同速度和迎角下的升阻特性、纵向静稳定性及浮升特性,并进行了总体性能评估,最后将其与常规飞艇进行了对比.结果表明:该组合嚢体飞艇布局具有较好的气动性能和效率,相同条件下提供的动升力为常规飞艇的3倍;当飞行速度大于26 m/s时,混合飞艇总升力效率开始大于常规飞艇,能够提供更好的浮升特性.此外,相同设计载荷下混合飞艇的外形尺寸更小,有利于增加有效载荷,可为低空大型混合飞艇的研发提供参考.
旋流杯一级旋流数变化对点火性能的影响
刘桂桂, 林宇震, 胡好生, 王晓峰, 张弛
2015, 41(6): 1117-1121. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0408
摘要:
所有的旋流杯结构均为一级多斜孔和二级径向直叶片,喷嘴均为单油路离心喷嘴.为了研究旋流杯空气雾化喷嘴一级旋流数对小型燃烧室点火性能的影响,采用单头部矩形回流燃烧室,在进口为常温常压、燃烧室压降为0.5%~5%的条件下,对3个一级旋流数不同的旋流杯进行了点火实验.实验结果表明:一级旋流数对点火性能影响明显,相同压降下,一定变化范围内,一级旋流数的增加影响了下游流场的分布,有利于火核沿回流区向上游传播,并在旋流杯出口形成稳焰,因此一级强旋旋流杯点火性能更好.
基于局域性约束线性编码的人体动作识别
白琛, 孙军华
2015, 41(6): 1122-1127. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0414
摘要:
针对动作特征类内差异较大,导致动作分类识别率较低的问题,以及当前算法在计算复杂度和扩展可识别动作类别方面的不足,提出一种基于局域性约束线性编码(LLC)的人体动作识别方法.算法将人体关节的位置、速度和加速度作为局部动作特征;采用局域性约束线性编码对局部动作特征求解稀疏表达,从而减小特征的类内差异,增强区别力;由于编码方法具有解析解,方法处理视频速度可达760帧/s;词典由K均值法分别对每类数据学习得到的子词典组成,使算法在扩展可识别动作类别时无需全局优化.此外,为避免了词典较大情况下分类器的过拟合现象,利用词典元素类别对编码系数进行降维.在使用深度摄像机获得的MSR-Action3D数据库上对所提出的方法进行验证,取得了85.7%的识别率.
非线性气动弹性系统反演自适应控制
刘送丹, 李道春, 向锦武
2015, 41(6): 1128-1134. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0423
摘要:
针对双自由度二元机翼,利用准定常气动力建立了非线性气动弹性方程,并以状态空间形式描述.双控制面非线性气动弹性系统中前后缘控制量相互耦合,不能直接应用反演自适应控制方法,为了解决这一问题,新定义了两个等效控制器.考虑俯仰方向立方非线性参数未知,根据Lyapunov稳定性理论设计了反演自适应控制律.通过Runge-Kutta数值方法对气动弹性方程进行求解,验证了控制律的有效性.仿真结果表明:所设计的控制器能够使开环不稳定的气动弹性系统稳定至零点,双控制面的作用提高了颤振临界速度.考虑到实际控制面的偏转限制,研究了单控制面失效问题,结果显示单后缘控制面比单前缘控制面对系统控制更有效.
基于GP+GA的陀螺仪随机误差建模分析
吕琳, 全伟
2015, 41(6): 1135-1140. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0440
摘要:
陀螺仪是惯性导航系统的重要组成部分,其精度依赖于惯性导航系统的精度.为了提高陀螺仪的精度,针对陀螺随机漂移非线性、弱平稳性引起的随机误差,以激光陀螺仪随机漂移时间序列数据为研究对象,首先通过对陀螺仪建模的分析和对激光陀螺仪实时数据的分析和预处理,得到了陀螺漂移误差的离散时间序列;然后对其基于遗传规划(GP)建模,得出了当前时刻陀螺漂移数据和前几时刻的陀螺漂移数据之间的非线性数学模型;最后利用遗传算法(GA)对该模型有数学关系的参数进行优化,得到更高精度的模型.仿真结果表明:与经典自回归(AR)建模优化方法相比,GP+GA建模能够更加有效地反映陀螺仪的随机漂移特性,陀螺仪的方差降低了73.72%,与经典自回归(AR)建模方法相比效果提高了4.72%.该建模方法有效补偿了陀螺仪的随机漂移误差,提高了系统的稳定性.
变重力场中散体颗粒堆的安息角及接触力分布
陈辉, 赵先琼, 刘义伦
2015, 41(6): 1141-1146. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0468
摘要:
为研究重力与散体颗粒堆安息角的关系,针对颗粒系统的随机性和离散性特点,通过三维离散单元法建立颗粒的运动模型,对颗粒在不同重力场中的堆积过程进行了模拟,得出了颗粒堆的安息角及接触力概率分布.结果表明:颗粒堆内接触力构成的力链呈非规则网络状,其中,接触力近似对数正态分布,约65%接触力低于平均值;接触点中约70%处于临界滑移,其余接触点切向力与法向力的比值为均匀分布;不同重力场中颗粒堆接触力的分布规律具有相似性,即接触力相对重力无量纲化之后,其分布函数高度相符;颗粒堆的微观结构具有随机性差异,但是安息角不受重力大小的影响.
基于学习的图像智能适配显示技术
李可, 杨奕臻, 颜波
2015, 41(6): 1147-1154. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0473
摘要:
为适应不同的显示分辨率,出现了各式各样的图像适配显示(IR)的方法.提出了基于图像列的一种快速适配显示方法.在处理过程中,首先,计算一个原始图像的重要性图;其次,根据图像每列的重要性程度为其分配一个比例因子,对不同图像而言,应对比例因子设置不同的上限才可以得到较好的结果;最后,提出通过机器学习方法计算出不同图像的上限,从而可以高效率地得到理想的结果.根据每一列的比例因子采用像素融合的方式处理图片得到目标分辨率.本方法是基于列实现的,其复杂度低、便于计算;设置每列系数的上限控制了图像重要部分的宽度,从而减少了不连贯,处理结果更为自然.
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