北京航空航天大学学报

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夏人伟

1999, 25(6): 623-628.

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下载 (386KB) 1267

摘要:
开展自适应结构研究的目的是为了衰减与控制大型柔性空间结构的振动,并保持其外形.在这种结构的承力部分集成有作动器、传感器和控制器,可对内部或外部激励自动地作出响应,并进行调整.自适应结构在未来大型空间飞行器中将具有重要的且不可代替的作用,文中对自适应结构的有关技术进行了综合论述,内容包括自适应结构的发展背景、定义与组成、基本概念与理论,以及有关关键技术.

卫星星座的系统仿真研究

向开恒, 肖业伦

1999, 25(6): 629-632.

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下载 (126KB) 1801

摘要:
研究了对人造卫星星座进行系统仿真的方法.从轨道动力学的观点出发,提出了卫星星座系统仿真的概念和要求;建立了星座系统仿真的数学模型;讨论了星座系统仿真的软件实现方法;最后介绍了开发的一个星座系统仿真软件.

舱外机动装置姿态自适应控制研究

韩潮

1999, 25(6): 634-638.

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下载 (500KB) 787

摘要:
舱外机动装置是一种帮助宇航员在航天器舱外活动的机动装置,航天员自身的质量特性的不确定性使得其姿态控制问题为非线性时变,并且带有不确定参数的系统的控制问题,传统的控制系统理论难以处理该问题.自适应控制指令跟踪法用于舱外机动装置的姿态控制系统以应付质量特性不确定性的影响,研究结果表明该方法可以实现对舱外机动装置姿态机动和稳定控制,具有良好的抗干扰性和控制鲁棒性,姿态控制精度达到0.5°,姿态稳定度达到0.1 °/s.

基于MSC/Patran的结构优化系统前后置开发与应用

黄海, 陶骞, 柯文

1999, 25(6): 639-642.

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摘要:
在UNIX环境下,以MSC/Patran为平台,利用平台提供的二次开发工具PCL,通过客户化、增设特定的命令和窗体等技术开发了结构优化系统的前后置模块,并集成现有数值计算模块,形成工程程序系统.由此开发的系统前后置保持平台的原有强大功能,且易实现和赢得用户.最后通过算例说明了系统的实用性和工程有效性.

支持并行工程的方案设计研究

何麟书, 王宏启

1999, 25(6): 643-646.

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摘要:
并行工程(Concurrent Engineering,简称CE)的关键之一是产品的方案设计.目前多学科优化(Multidisciplinary Design Optimization,简称MDO)领域虽有进展,但未能满足方案设计的特殊要求.针对方案设计的困难,提出一种基于数理统计正交表的正交设计方法来处理产品在方案设计阶段的多设计变量、多目标函数、并涉及到多学科的综合设计问题.由于该方法计算速度快,又能适应多种产品,对快速形成可行的初步方案来说,是一种值得进一步研究的方法.

一种实用、高效的结构优化设计方法研究

张玉珠, 张亚

1999, 25(6): 647-650.

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摘要:
采用泰勒(Taylor)公式将原数学规划问题中的目标函数归并成对数形式下的二次函数,并采用丢芬(Duffin)公式将原数学规划问题中的约束函数归并成单项式,再取对数,使其转化成线性函数,形成二次规划问题.然后用广义乘子法来求解二次规划问题.最后用一实例对该方法进行验证.

一种基于变刚度原理的新型隔振器设计

孙冰, 聂景旭

1999, 25(6): 651-654.

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摘要:
根据变刚度原理,吸收橡胶隔振器高阻尼和金属弹簧隔振器高承载力的优点,采用新型材料,设计了一种由特形弹性元件以及弹性阻尼限幅装置组合而成的复合结构隔振器.该隔振器承受载荷能力大、压缩量小、阻尼大,并且散热快、寿命长、受环境因素影响小.理论分析及试验结果表明,该隔振器可以较好地隔离振动,并且隔振性能稳定.

飞行器总体设计中主要参数的神经网络估算

聂蓉梅, 夏人伟, 陈万春

1999, 25(6): 655-659.

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摘要:
运用近年来迅速发展的神经网络技术,成功构造了飞行器总体设计过程中具有重要作用的总体质量估算网,升力系数估算网,以及阻力系数估算网,结果表明训练后的参数估算网比通常使用的近似估计公式具有更高的精度.同时,根据所涉及问题的数据特点,为了提高对网络的训练精度,对现有MBP算法作了进一步改进,仿真结果证明改进的MBP算法具有更高的训练效率.这一思路和方法可适用于机械及航空航天其它产品的总体概念设计过程.

反战术弹道导弹总体优化设计研究

陈万春, 赵丽红, 刘佳琪黄皎仁

1999, 25(6): 660-664.

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摘要:
应用求解非线性规划问题的直接方法,针对一种典型的目标弹道(1000km),对一种方案反战术弹道导弹进行了总体参数优化设计研究.研究中考虑了:发动机特性参数的变化;导引头侧窗口对交汇角的限制;烧蚀问题所引起的对最大马赫数Ma_max的限制和末速的限制;导弹发射时机的选择;导弹的初始弹道角的选择;其它(如最大过载和最大攻角的限制及重力补偿等).研究的目的是在考虑满足各种限制的条件下,通过选择各主要参数,使拦截区最大.结果表明,通过采用混合火箭发动机方案可扩大导弹的作战空域,同时满足采用侧窗导引头所带来的限制条件.

多机空战决策信息融合的研究

盛蔚, 佟明安, 王宏伦, 李建勋

1999, 25(6): 665-667.

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摘要:
以整体系统的观点研究多机协同空战中的决策信息融合问题,避免了将多机空战认为是单机空战的简单数量上的相加所带来的不足.应用协商对策理论,结合空战的实际情况,建立了合理的数学模型,并通过仿真验证了该思路下研究多机协同空战的有效性.

地形仿真实现

郭奇峰, 周韬, 郭振华, 周慧钟

1999, 25(6): 668-671.

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摘要:
在应用数字仿真法研究导弹地形跟踪飞行的撞地概率时,首先要对导弹飞越的真实地形进行数值模拟.在充分探讨了地形模型和随机过程实现的基础上,采用波叠加法仿真了3种典型地形.研究了子波数对仿真结果的影响,说明选取一定数目的子波即可得到满意的结果.该工作对武器系统评估及撞地概率研究有重要应用价值.

导弹系统总体方案设计的研究

郭振华, 董长虹

1999, 25(6): 672-675.

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摘要:
以空空导弹总体方案设计为例,简单扼要介绍了导弹系统总体方案设计的全过程,给出了设计流程图,介绍了方案评估时加权系数的确定方法及方案评估方法,这一方法有利于通过人机交互在计算机上实现总体方案设计,改变了传统设计方法,最后给出了空空导弹的设计结果并明确了使用时应注意的问题.

气动塞式喷管实验与数值模拟研究

刘宇, 张正科, 程显辰, 张振鹏

1999, 25(6): 676-679.

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摘要:
提出了塞锥型面设计的特征线法及示例结果,得出了侧喷管粘性跨音速和超音速内流场数值计算结果,及塞锥外流和尾流的Euler方程解,总结了塞式喷管工作特性的固体推进剂燃气模拟实验系统、实验结果及主要结论.塞式喷管火箭发动机是一个复杂而有挑战性的研究方向,对于发展新一代先进天地往返运输系统有重要作用.

二维H₂/O₂混合和流动的直接数值模拟

蔡国飙, 庄逢甘

1999, 25(6): 680-683.

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摘要:
用高阶精度的紧致差分方法,对低速的随时间发展的二维可压缩H-2/O-2混合层流动编制了直接数值模拟的计算机程序,对雷诺数Re为400、来流马赫数Ma分别为0.4(上部的H₂)和1.57(下部的O₂)的H₂/O₂亚跨超声速混合层流动进行了计算,得到了相应的计算结果,并对结果进行了分析和研究.

一种推进系统故障诊断反问题模型与算法

杨尔辅, 张振鹏, 刘国球

1999, 25(6): 684-687.

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摘要:
针对大型液体火箭推进系统故障诊断工作的需要, 建立了一种推进系统故障诊断反问题模型,并提出了基于遗传算法的反问题求解算法.在对故障诊断反问题的特点与困难及其求解方法研究的基础上,重点论述了基于遗传算法的反问题求解算法和基本过程.最后,给出了液体火箭推进系统故障诊断反问题求解的具体例子,表明所建立的推进系统故障诊断反问题模型及所提出的算法是合理有效的.

微推进系统的轨控发动机动态分析

张国舟

1999, 25(6): 688-691.

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摘要:
近年来液体火箭推进系统的小型化有了极大的进展,这些先进的微推进系统是以尺寸小微型化、高压和响应快为特征的,对于这种微推进系统,推导、编制了系统各部件的数学模型,分析研究了轨控发动机在单脉冲工作进程中燃烧室压力和关机过程中推进剂阀门前压力的变化规律.为研究整个微推进系统的动态响应打下基础.

气动谐振管加热机理数值研究

梁国柱, 张振鹏, 张国舟, 程显辰

1999, 25(6): 692-695.

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摘要:
放置在高速喷流中的半开口气动谐振管在一定的条件下会出现加热现象.针对这一现象,利用数值计算方法计算了一维非定常非线性Euler方程组,采用MacCormark格式,对不同管口条件下谐振管内的振荡过程进行了数值研究.研究发现,当管口压力变化频率处在谐振管的线性谐振频率附近时,管内形成的激波以及激波的反射增强导致了谐振管端壁区域明显的加热效果.对不同的驱动气体和不同的谐振管型式(圆柱形和圆锥形)的数值研究也给出了有价值的结论.研究结果与实验事实或现象是相吻合的.

液体火箭发动机高效率反力式涡轮的设计

庄毓南, 张国舟, 刘中祥, 魏沫

1999, 25(6): 696-699.

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摘要:
为提高比冲,闭环系统的液体火箭发动机的涡轮泵多采用反力度不大的反力式涡轮,这种火箭反力式涡轮不同于航空涡轮,其以极低的压比、极高的负荷和低展弦比为特征,在给定的叶栅大气流转折角、低展弦比、低反力度和相对大的径向间隙条件下,采用了沿叶高正攻角设计和沿叶高变功率损失设计,用以加大叶栅通道的几何收敛性,减少二次流和叶顶间隙损失,从而获得相对高的涡轮效率.

固体火箭发动机燃烧室三维流动数值计算

向红军, 方国尧

1999, 25(6): 700-703.

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摘要:
采用k-ε双方程湍流模型,以SIMPLE计算程式求解翼柱型装药固体火箭发动机燃烧室内三维非定常不可压流N-S方程.在建立翼柱型装药简化模型的基础上采用边界标志法来表达燃面推移,采用从二维到三维的初场给定方法结合多重网格法求出了多个时间步的非稳态流场结构.计算结果表明燃烧室内旋涡运动呈现一定的空间与时间分布,周向加质导致燃气通道横断面上轴向速度分布的极不均衡.

干扰因素对补燃式液体火箭发动机性能的影响

张黎辉, 张振鹏

1999, 25(6): 704-706.

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摘要:
给出了描述补燃循环液体火箭发动机静态特性的非线性数学模型,用拟牛顿法求解各性能参数,分析了干扰因素对液体火箭发动机参数的影响,所得结论可用于发动机试验结果分析、发动机可靠性分析、发动机故障分析,也可用于揭示发动机参数随各种干扰因素的变化规律.

真空羽流污染的数值模拟

杜军, 王慧玉, 蔡国飙

1999, 25(6): 707-710.

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摘要:
姿控发动机真空环境下工作产生的喷流对航天器造成的污染非常严重.根据污染的性质,羽流污染又分为机械污染、热污染、沉积污染和化学污染.用直接模拟的蒙特卡罗(DSMC)法数值求解真空羽流场,在此基础上计算热污染和沉积污染,将对空间飞行器的设计和科学实验有参考价值.

减压器特性实验研究

戴梧叶, 马彬, 张国舟, 刘宇

1999, 25(6): 711-713.

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摘要:
介绍了研究减压器特性的实验系统.详细地描述了实验系统的结构组成和各个部件的功能与性能,并对静态特性实验与动态特性实验的工作过程进行了说明.简单地介绍了数据采集系统.阐述了理论计算减压器静态特性的基本方法,并介绍了一个计算减压器静态特性的软件,最后给出了一种典型的实验和计算结果.

捷联惯导系统动基座对准的可观测性分析

房建成, 周锐, 祝世平

1999, 25(6): 714-719.

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摘要:
建立了SINS(捷联惯导系统)动基座对准的误差模型,首次应用PWCS(分段定常系统)可观测性分析理论对SINS动基座对准过程中的可观测性进行了全面研究.将载体的运动分解为平动和姿态变化两大类情形,深入研究和详细分析了载体的各种运动对系统可观测性的影响,指出在SINS动基座对准过程,无论载体的线运动还是角运动在一定条件下都能提高SINS的可观测性.定性地得出了不同运动对系统可观测性的影响结果,这为研究SINS的快速精确对准方法奠定了理论基础.

一种新的能量谱-熵图像聚焦评价函数

祝世平, 房建成, 周锐

1999, 25(6): 720-723.

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摘要:
针对计算机视觉中图像聚焦评价函数的选择与设计问题,首先对图像聚焦评价函数的基本概念和特征进行了讨论,然后对目前几种主要的图像聚焦评价函数(灰度变化函数、梯度函数、图像灰度熵函数、频域类函数)进行了分析.在此基础之上提出了一种新的能量谱-熵函数评价方法,并且给出了相应的计算公式.该函数的理论依据较之目前常用的评价函数更为充分,最后给出了与其它几种主要评价函数的实验对比结果,证明了能量谱-熵函数比其它评价函数在评价图像聚焦质量方面更为准确、稳定和可靠.

磁浮支承系统的神经网络建模与控制

周锐, 房建成, 祝世平, 申功勋

1999, 25(6): 724-727.

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摘要:
简述了磁悬浮支承系统的原理和简化的线性化模型,以及基于该简化模型和线性控制理论的控制系统原理、主要组成,并阐述了这种基于简化模型和线性控制理论的磁悬浮支承系统性能极限性.在此基础上,采用非线性递归神经网络对磁悬浮支承系统进行建模与控制,并针对实际应用中神经网络的学习问题进行了讨论.避免了磁悬浮系统的非线性和不确定性等因素对系统性能影响,并具有较强鲁棒性,大大提高了磁悬浮系统的性能.

一种新的惯导系统静基座快速初始对准方法

房建成, 祝世平, 俞文伯

1999, 25(6): 728-731.

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摘要:
惯导系统中的一个十分重要的问题是其初始对准问题,提高其初始对准的速度和精度无论对军用或民用领域都具有十分重要的意义.由于惯导系统静基座对准时的可观测性很差,将卡尔曼滤波器用于解决惯导系统的初始对准问题时,方位失准角收敛很慢.提出一种快速估计方位失准角的方法,直接利用两水平失准角快速收敛的估计结果估计方位失准角,从而大大提高了整个惯导系统静基座对准的速度,计算机仿真结果验证了该方法的快速性和有效性.

闭环光纤陀螺数字检测电路的集成化

宋凝芳, 张春熹, 马迎建, 张惟叙

1999, 25(6): 732-734.

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摘要:
集成化、数字化是光纤陀螺的发展趋势,也是光纤陀螺进入实用化、批生产化的关键.鉴于国内光纤陀螺的发展状况及半导体工艺水平的限制,以高速数字信号处理芯片(DSP)及大规模可编程逻辑器件为基础,对闭环光纤陀螺的数字检测电路的集成和优化进行了研究.测试结果表明:采用集成化设计的光纤陀螺检测电路在性能及可靠性上比分立元件构成的检测电路均有提高和改善.

开环FOG中PZT调制器的在线研究

杨远洪, 张惟叙, 马静

1999, 25(6): 735-738.

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摘要:
从理论上分析了PZT(压电型)光纤相位调制器在开环FOG(光纤陀螺)中的应用特点,研究了它的调制系数和调制相位延迟变化对开环FOG性能的影响;并设计了两种独立的在线测试方法对它们进行了温度特性研究,利用所得数据,用最小二乘多项式拟合的方法分别得到了它们的温度模型.研究表明,在实验温度范围内,开环FOG的相位调制系数K_GP随温度呈线性变化,而调制相位延迟α随温度呈二次的变化.

嵌入式软件可靠性测试平台仿真器分系统研究

刘东艳, 申功勋

1999, 25(6): 739-742.

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摘要:
研究了嵌入式软件可靠性测试平台中仿真器分系统的实现问题.首先介绍了软件可靠性仿真测试平台的功能及组成框架,然后以通用性和可扩展性为前提,对实现仿真器分系统的关键技术进行了探讨,着重对任务调度功能的实现进行了深入研究,提出了一种新的图型任务链的调度方法.实验结果表明,仿真器分系统的这些实现方法具有较高的可靠性、易扩展性和实用性.

星载高速图像数据压缩原理样机的研制

程子敬, 周孝宽

1999, 25(6): 743-746.

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摘要:
针对星上高速遥感数据实时压缩要求,选用多模式自适应量化压缩算法,设计了同步并行阵列与流水线相结合的压缩系统体系结构,并以可编程序门阵列物理实现.采用四路压缩系统并行的阵列结构,研制成功高速数据压缩原理样机,数据处理速度大于1000Mbit/s,恢复图像平均峰值信噪比大于40dB.

基于遗传算法的最佳熵阈值图像分割法

种劲松, 周孝宽, 王宏琦

1999, 25(6): 747-750.

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摘要:
将遗传算法用于图像分割的Kapur等人提出的最佳熵阈值确定法(简称KSW熵法)中,进行了针对图像分割遗传程序所需的参数设计.KSW熵方法具有很多优点,但同时也存在弱点:需要大量的运算时间,特别是在计算多阈值时.因此需要引入优化算法.J. Holland的遗传算法是具有鲁棒性和自适应性的搜索方法.采用遗传算法实现单阈值和多阈值图像分割,实验结果表明分割速度快于传统的KSW熵法,缩短了运算时间.