北京航空航天大学学报

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刘勇, 徐世杰

2007, 33(02): 127-131.

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摘要:
针对航天器自主导航系统对稳定性、精确性和实时性的要求,将超球面分布采样点变换SSUT(Spherical Simplex Unscented Transformation)和Unscented卡尔曼滤波(UK F)相结合,研究了基于SSUT的UKF(SSUKF)导航滤波算法.由于SSUT减少了采样点个数,在保证滤波精度和标准UKF相当的条件下减轻了计算负担.根据UKF和扩展卡尔曼滤波(E KF)计算过程相似的特点,设计了SSUKF和EKF相结合的混合卡尔曼滤波算法.算法通过能够度量估计误差的模式切换函数,可以自适应地在SSUKF和EKF之间切换,避免了UKF计算效率低以及EKF对滤波参...

旋转状态下曲率对气膜与主流掺混区域的影响

陶智, 杨晓军, 丁水汀, 徐国强

2007, 33(02): 132-135.

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摘要:
气膜冷却是应用于航空燃气轮机上的冷却技术,旋转及表面曲率是影响气膜与主流掺混区域的重要因素,通过数值计算方法对旋转状态下曲率对气膜与主流掺混区域的影响进行了研究,湍流模型选取了k-ω模型.增加旋转速度,会引起吸力面气膜的分离; 固定转速,降低表面曲率半径,压力面气膜发生分离,吸力面气膜冷却效果得到改善.当动量流量比在小于1的范围内变化时,旋转只改变压力面气膜与主流掺混区域的分布,而对吸力面没有影响.

弹性导弹的连续与离散阵风响应

吴志刚, 杨超

2007, 33(02): 136-140.

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摘要:
导弹在空中飞行时会受到阵风的干扰,过大幅值的阵风响应可能影响结构安全、飞行性能及攻击精度.为此,基于导弹刚体/弹性耦合运动方程和准定常气动力,建立了导弹气动伺服弹性系统的连续与离散阵风响应分析方法.对于连续阵风,通过频率响应函数来计算响应的功率谱密度;对于离散阵风,则在状态空间方程的基础上时间积分求得响应历程 .以某导弹为例,进行了气动伺服弹性稳定性分析、连续和离散阵风响应分析,并提出了飞行控制系统的改进设计.数值结果表明,结构与控制之间的不利耦合可能使系统的稳定性和阵风响应特性恶化,在控制回路中增加合适的结构陷波器可有效减小弹性模态的不利影响.

飞行控制律评估与确认的μ分析方法

刘林, 陈宗基, 唐强, 车军

2007, 33(02): 141-144.

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摘要:
针对目前应用的网格法在实际使用中的不足,将μ分析方法应用到飞行控制律的评估与确认中.以某型战斗机及为其设计的鲁棒飞行控制律为研究对象,采用相应的稳定性准则,利用线性分式变换形式,考虑各种已知的不确定参数摄动,用μ分析方法实现了对该准则的评估与确认.与传统网格法相比,基于μ分析的方法具有两个明显的优点,一是网格间的点可以得到评估,二是不存在网格法的"维数灾"问题,从而提高了评估的可靠性和效率.

基于Pareto遗传算法的复合材料机翼优化设计

程文渊, 崔德刚

2007, 33(02): 145-148.

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摘要:
针对某型飞机设计过程中遇到的副翼反效问题,提出了复合材料机翼满足气动弹性要求的优化方法,构造了一种基于Pareto最优解定义的多目标遗传算法——Pareto遗传算法.该算法以权重信息为基础建立Pareto解集过滤器,引入小生境技术等实现Pareto前沿面的求解.测试函数计算表明该算法有较好的收敛性.以复合材料机翼的升力系数和滚转力矩系数为目标函数,采用Pareto遗传算法进行计算得出一组Pareto最优解集,计算结果表明,给出的方案能够满足工程需求,为决策者提供了多种可选方案.

大展弦比飞翼布局飞机新型操纵面设计

马超, 李林, 王立新

2007, 33(02): 149-153.

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摘要:
大展弦比飞翼布局飞机取消常规布局的安定面和操纵面,本体的动态特性出现许多不足.介绍了在该新布局飞机上采用的升降副翼和开裂式方向舵等新型操纵面的气动特点,并在计算空气动力学的基础上分析了其三轴控制效率.引进舵容量的概念提出了操纵面的参数化设计方法,基于飞机的可控性对各新型操纵面的操纵效率需求进行了评估,最终对某型飞机的操纵面初步设计进行了修正.研究结果为飞翼布局飞机的操纵面设计提供了一套实用的方法.

基于Weibull分布的疲劳加速腐蚀因子分析

贺小帆, 刘文珽, 杨洪源

2007, 33(02): 154-158.

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摘要:
考虑预腐蚀对飞机结构疲劳寿命的影响,建立了疲劳寿命服从Weibull分布的加速腐蚀因子确定方法.假设预腐蚀疲劳寿命服从Weibull分布,特征寿命随时间呈指数规律变化,推导得到了以疲劳寿命为腐蚀量的加速腐蚀因子表达式,以及在工程常用的时间范围内加速腐蚀因子与腐蚀时间无关的结论;进行了相关参数估计,建立了加速腐蚀因子的估计方法,得到了加速腐蚀因子估计量的近似分布,对其进行了统计分析.

基于视觉的无人作战飞机自主着陆导航方案

陈磊, 陈宗基

2007, 33(02): 159-163.

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摘要:
提出了基于视觉的无人作战飞机自主着陆组合导航方案.基于视觉的自主着陆组合导航系统,可以根据视觉、惯导、高度表等传感器系统的特点,融合各机载传感器的测量信息,在不依赖外部导航信息的情况下,得到无人作战飞机(UCAV)相对于跑道的着陆导航信息.由于视觉信息在导航系统中的重要作用,对计算机视觉算法及其实时性进行了讨论 .对如何将视觉信息与惯导、高度表信息融合,构造多速率扩展Kalman滤波器进行了阐述. 通过自主开发的"UCAV自主着陆实时仿真验证平台"对该方案进行仿真,得到了满意的结果.

有源周期性结构控制电磁波反射波束指向研究

苏东林, 周焱

2007, 33(02): 164-168.

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摘要:
提出有源反射的概念.利用如光带隙电磁结晶结构、高阻抗结构等周期性结构的带隙特性和阻抗特性,通过在类似高阻抗表面的周期性金属单元表面铺设有源器件——变容二极管,控制周期性结构的性能,建立有源周期性结构,影响入射电磁波的传播特性,实现对反射波束的指向的有源控制和有效改变.仿真实验证明采用单层或双层有源周期性结构表面,可以有效控制反射波束的相位和角度指向.

基于幅度和相位联合的ATI动目标检测新方法

袁昊, 周荫清, 李景文

2007, 33(02): 169-175.

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分析了影响SAR-ATI动目标检测干涉相位图中点幅度和相位分布的因素——包括雷达噪声、杂波能量、地面RCS起伏以及成像时的旁瓣等.针对SAR-ATI检测时虚警概率过高问题, 基于幅度门限和相位门限联合动目标检测处理,提出了一种改进方法:首先对SAR每一个通道的图像域中相位被污染的点作一次关于能量梯度的预滤波,在滤除了干涉相位图中相位失效的点之后,根据雷达的固有噪声及干涉相位分布图,在概率意义下设定滤波门限进行自适应幅度滤波;最后采用相位门限进行检测处理,有效降低了虚警概率;同时给出一个由干涉相位图中统计量拟合出的动目标检测曲线经验公式,能够明显降低在低杂噪比条件下的虚警概率.仿真结...

起竖系统的优化设计

李忠明, 焦宗夏, 王克军

2007, 33(02): 176-179.

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摘要:
对起竖系统的优化设计从快速性、受力情况等方面进行了分析,确定了优化目标.对每个目标函数进行无量纲化处理,采用传统的线性加权法进行了多目标优化求解.采用均匀试验设计确定样本点,基于协同仿真获得样本数据,建立了多项式响应面模型,对某起竖系统关键支点的位置进行了多学科优化.通过构造的评价函数,同传统的多目标优化方法得到的结果进行比较,分析了2种方法的差异,表明了多项式响应面方法的有效性,为起竖系统的进一步开发和设计提供了有利的工具.

基于多Agent分布协同拍卖的动态目标分配算法

廖沫, 陈宗基

2007, 33(02): 180-183.

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摘要:
多无人机(UAV,Uninhabited Aerial Vehicle)协同目标分配问题是决定由哪些U AV攻击哪些目标,达到提高作战效能,减少攻击代价的目的.考虑UAV的差异、目标的差异及战场态势对目标分配的影响,建立了多机协同目标分配问题的数学模型.提出了基于多智能体(Agent)分布协同拍卖的动态目标分配算法,仿真结果和统计数据分析证明,算法能够给出具有很好的优化效果的分配方案,是一种动态的算法,能够在规定的时间或资源约束下得到满足一定优化需求的目标分配方案.

一种用于GPS/DR组合定位的非线性滤波算法

刘旭, 张其善, 杨东凯

2007, 33(02): 184-187.

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摘要:
建立了适用于车辆导航系统的基于UKF(Unscented Kalman Filter)的GPS/DR(Global Positioning System/Dead Reckoning)组合定位滤波模型及算法.针对系统状态方程为线性、观测方程为非线性的特点,提出了一种将UKF和EKF(Extended Kalman Filter)相结合的非线性滤波算法.结合后的算法和原有UKF算法相比减少了在时间更新阶段的运算量,并且由于采用基于Unscented变换的思想来处理系统观测方程的非线性问题,避免了EKF引入的线性化误差,提高了滤波精度.仿真结果证明:算法在减少运算量的同时,仍具有较高的滤波精度,且...

微创外科机器人灵活工作空间分析

刘达, 王田苗

2007, 33(02): 188-191.

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摘要:
微创手术给外科机器人提出了较高的灵活性要求,但是机器人很难具有完全灵活的工作空间.首先提出象限分割的方法,即把手术工作空间分割为8个象限,确定微创外科机器人所需灵活工作空间只需要为手术工作空间的1/8.然后,给出微创外科机器人灵活工作空间与工作空间之间的解析关系, 从而确定机器人的运动学参数.在此基础上,对自行设计的微创外科机器人结构进行了运动学参数优化设计.这种方法有效降低了微创外科机器人的灵活性要求,解决了机器人结构尺寸与灵活性之间的矛盾.

复杂工程系统综合设计优化环境

王振华, 邓家褆, 隋鹏飞, 王永坡

2007, 33(02): 192-196.

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摘要:
建立了系统整合、流程统一、参数优化、协同设计的综合设计优化环境.通过分析复杂工程系统的特点,建立了具有高可扩展性的多层体系架构.阐述了组成该环境的4 个关键模块:项目组织与管理模块,保证项目进度和质量;以设计结构矩阵为表达形式、以工作流参考模型为运行机制的过程建模与执行模块,提供跨部门的任务流转;基于组件技术 ,实现人员、数据和工具在网络上紧密集成的设计任务单元模块,为系统设计提供简洁一致的任务模型;以产品数据管理(PDM,Product Data Management)为信息基础结构的产品数据模型,提供单一数据源.最后给出了技术实现和运行机制.该环境的原型系统已成功地经过了气动、结...

产品开发早期基于核心工艺框架的工艺设计

魏丽, 郑联语

2007, 33(02): 197-200.

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摘要:
关于早期工艺设计理论方法的研究都是以特征信息为基础,不能利用早期阶段粗粒度、非完备的产品信息.为此,采用关键特性表示粗粒度、非完备的产品信息,提出基于核心工艺框架的工艺设计方法.核心工艺框架是对满足关键特性要求的工艺计划的抽象,可表达产品族或零件族中各种变型的核心工艺内容,根据分支和存在规则快速配置工艺计划.基于核心工艺框架的工艺设计过程包括4个步骤:确定产品族/零件族,检索核心工艺框架, 配置核心工艺和工艺路线设计,有效性规则、原理性规则和定制性规则确保工艺设计的准确性.最后通过有翼导弹的弹翼主梁的加工工艺验证了此方法的可行性.

蒙皮拉形加载轨迹优化

张彦敏, 周贤宾

2007, 33(02): 201-205.

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摘要:
对双曲度飞机蒙皮拉伸成形问题,探讨了加载轨迹对成形质量的影响,提出了采用最优化理论与算法和有限元数值模拟相结合,确定最优拉形加载轨迹的原理与方法.分析了单凸双曲度蒙皮拉伸成形常用加载轨迹的成形特点和不足,采用有限元数值模拟和序列二次规划相结合的方法,通过正交试验设计建立近似响应模型和设计变量的取值范围,以减小卸载回弹提高贴模度为研究目标、最大主应变为约束条件建立最优化数学模型,确定最合理的拉形加载轨迹.优化结果表明成形零件贴模度和应变分布与厚度的均匀程度均有明显提高 .

包辛格效应对板材拉弯回弹的影响

杜颂

2007, 33(02): 206-209.

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为从理论上研究包辛格效应对板材拉弯回弹的影响,利用随动强化本构方程,采用数值方法,确定拉弯的应力分布,由此计算回弹,并与按等向强化本构方程计算的结果加以比较,根据应力分布的特点,分析包氏效应对拉弯回弹的作用.研究结果表明,对于先拉后弯,包氏效应有利于降低回弹,但由于预拉伸量较小,或反向加载区域较小,其影响不大; 对于先弯后拉,包氏效应不利于减小回弹,但由于应变中性层曲率半径与内弯矩的变化相互制约,其影响也不大.

B样条曲面自适应拟合算法

陈国振, 刘静华

2007, 33(02): 210-213.

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摘要:
针对复杂曲面物体在虚拟环境中的再现问题,依据复杂曲面上提取的已知数据点, 快速反算曲面的控制顶点;由控制顶点、节点矢量确定一条B样条曲面,即真实物体的拟合曲面.由于提取的数据点存在噪声和摆动,拟合曲面与已知曲面会产生偏差.通过误差判定条件找到偏差点,根据偏差点、偏差方向及偏差距离计算出曲面更真实的控制顶点;然后重置相应的控制顶点,达到自动修复拟合曲面的目的.算法在CAD(Computer Aided Design)/C AM(Computer Aided Manufacture)/VR(Virtual Reality)等工程实践中,能够满足对三维物体造型的不同精度要求.

基于CDD函数的ICT系统设计技术

魏东波, 傅健, 李冰, 张磊

2007, 33(02): 214-218.

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摘要:
工业计算机层析成像(ICT,Industrial Computed Tomography)是一种先进的非接触式无损检测技术,具有复杂精密、非通用和高成本的特点,需要根据用户的具体检测需求进行定制开发,以降低系统研发风险和成本.为此,提出并研究了一种基于对比度-细节-剂量(CDD ,Contrast-Detail-Dose)函数的ICT系统设计技术框架.据此,推导了扇束三代二维ICT 系统基于CDD函数的设计平台,并完成了软件开发.该项技术包括基于CDD函数的计算机辅助设计(CAD,Computer Aided Design)模块、扇束三代二维ICT成像数字仿真模块和CT图像性能评定模块...

一种面向H.264/AVC的快速帧内预测选择算法

孟庆磊, 姚春莲, 宋建斌, 李炜

2007, 33(02): 219-223.

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摘要:
为提高I帧的编码效率,最新的视频压缩编码标准H.264/AVC,在空间域上从多个方向进行多种模式的帧内预测,并使用率失真优化算法选择最佳模式,算法复杂度很高.为此,提出了一种快速的帧内预测算法.针对亮度块的模式选择过程,提出了基于图像熵值和滑动窗口机制自适应地调整熵值阈值的方法对宏块模式进行预判;针对亮度模式中多个预测方向的选择,充分利用中间结果,预先排除一些可能性小的预测方向;在亮度块和色度块相结合的率失真统计中,改变算法结构,预先计算色度块最佳模式.实验结果表明,算法在不降低图像质量的基础上,编码速度平均提高76%,码率平均增加2.6%.

BHU人脸表情数据库的设计与实现

薛雨丽, 毛峡, 张帆

2007, 33(02): 224-228.

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摘要:
提供了一个较为全面的人脸表情数据库,它包含3类人脸表情:单一表情、混合表情和复杂表情.本数据库具有在其它人脸数据库中未曾出现的情感表情,对世界人脸表情数据库进行了有益的补充.对数据库单一表情的部分样本进行了问卷调查,给出了对每个样本的评价, 并通过统计分析给出了对数据库中单一表情可识别性的评价.通过对9 种单一表情的识别实验,说明了多类表情识别的可行性.本表情数据库对人脸表情识别和人机交互领域的研究具有积极的促进作用.

一种基于多尺度边缘的图像融合算法

李小娟, 赵巍

2007, 33(02): 229-232.

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摘要:
给出了一种只利用源图像多尺度边缘点进行融合的图像融合算法.该算法分为三步:首先, 对源图像进行多尺度边缘检测;其次,采用边缘相关性最大的融合准则对源图像的多尺度边缘进行融合,得到融合图像的多尺度边缘;最后,由融合图像的多尺度边缘重构出融合图像.该算法融合过程中计算量小,融合图像中最大程度地保留了源图像的边缘信息 ,在一定程度上对融合图像进行了压缩,从而减小了数据存储所占用的资源以及数据传输占用的带宽.仿真结果表明,用该算法得到的融合图像能有效包含源图像的信息.

内容全球化管理系统的设计与实现

吴国仕, 何所惧

2007, 33(02): 233-237.

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摘要:
针对企业多语言内容信息管理的需求,提出了用于检测客户端内容信息变化的数据库内容变化监测算法与文件内容变化监测算法,并结合XML,CORBA(Common Object Request Broker Architecture) 及工作流技术,设计并实现了能够有效集成现有的企业多语言内容的管理系统.结合多语言内容信息的特点,完成了系统整体框架、系统主要模块的工作流程及内容变化检测算法的设计;通过系统的实现, 验证了该算法是有效的及系统设计是可行的.

面向广域网络的主动发布订阅系统的设计框架

高庆一, 逯鹏, 林学练, 王斌

2007, 33(02): 238-242.

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摘要:
事件空间划分技术改变了传统基于内容发布订阅系统的基本交互模式和相关实现策略,形成了主动发布订阅系统.为了建立主动发布订阅系统的完整解决方案,在分析系统基本交互模式的基础上,提出了一个主动发布订阅系统的设计框架ACTPS(Active Publish/subscribe System).分为6个设计模型: 事件模型,订阅模型,划分模型,构件模型,路由模型和匹配模型.详细描述了各模型的关键特征及核心实现策略,以及各个模型之间的联系.ACTPS为一般的主动发布订阅系统设计和实现提供了参考模型,并为进一步深入的研究和分析建立了基础.

基于语义网的企业知识集成方法

谷文栋, 夏国平, 尤薇佳

2007, 33(02): 243-247.

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摘要:
目前,企业知识往往分散于各个业务系统中,不能很好地实现知识管理的目标.基于现存系统,应用语义网技术提出一个企业知识集成的系统框架模型,详细介绍该模型的数据层、业务系统层、知识集成层和知识应用层4层架构构成,并对其中的数据知识化、知识的RDF(Resource Description Framework)表示、知识链构建和知识查询4项关键技术进行了研究.最后,给出系统开发方法,并以某大型水利水电施工企业信息系统的建设为例,介绍了该体系框架的应用.

基于Petri网的UML状态图的形式化模型

郭峰, 姚淑珍

2007, 33(02): 248-252.

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摘要:
提出一种可以准确描述UML状态图动态特征的形式化模型SC_Net.首先给出了UML状态图的形式化语法定义,其中用状态集合、转移集合、事件集合、条件集合、活动集合、对象集合和变量集合,定义了一系列辅助函数描述UML状态图特征,用确定目标状态和受限源状态表示层次关系,用开放事件和封闭事件表示对象之间的消息.基于C_Net定义了描述UML状态图动态语义的Petri网模型SC_Net,既能描述状态图中的控制部分,又能描述状态图中的数据处理部分,并给出了从UML状态图到SC_Net的转换步骤,便于实现自动转换过程.最后以柔性制造系统的一个实例说明SC_Net能用于分析UML状态图的性质.