北京航空航天大学学报

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杨晓军, 陶智, 丁水汀, 徐国强

2007, 33(12): 1383-1386.

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摘要:
气膜冷却是应用于航空发动机上的冷却技术,旋转是影响气膜与主流掺混区域的重要因素.在旋转气膜外换热实验台上进行的平板气膜冷却实验对此问题进行了研究.与静止叶片相比,气膜出流在旋转叶片表面会发生展向偏离.在压力面,转速增加,气膜出流先向低旋转半径方向偏转,后向高旋转半径方向偏转;在吸力面,气膜出流向高旋转半径方向偏转.动量流量比固定,当密度比增加时,压力面气膜出流轨迹向低旋转半径方向偏转加剧;吸力面气膜出流轨迹向高旋转半径方向的偏转也增大.

专家-模糊PID在低速风洞风速控制系统中的应用

李可, 刘旺开, 王浚

2007, 33(12): 1387-1390.

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摘要:
介绍北京航空航天大学D-4低速风洞风速控制系统的结构、控制原理和性能特点.为了解决低速风洞风速控制系统建模困难、控制系统复杂、易受外界影响,且自身参数时变不确定、控制难度大的特点,采用了模糊PID调节算法结合专家判断组成专家-模糊智能控制器的方法控制风速.现场调试运行结果表明:这种方法解决了常规PID不能在线进行参数自整定的问题,不仅具有PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速性、稳定性、鲁棒性高的特点,并且具有良好的动、稳态特性,可满足低速风洞风速控制要求.

低可探测机身参数化造型与优化

白振东, 刘虎, 武哲

2007, 33(12): 1391-1394.

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摘要:
为提高低可探测机身外形造型效率,在概念设计中针对典型机身剖面研究了参数化造型方法.定义了若干设计参数对B样条的控制顶点进行调整,从而用单条B样条表示出机身和座舱盖的典型剖面,包括尖劈及凹凸曲线等.以此为基础,构造了一系列参数化剖面曲线模板,调整选用模板的参数生成机身各站位处外形,从而实现了机身快速造型.最后,利用提出的方法建立了两种隐身飞机概念方案的外形,并以侧向雷达散射截面为目标分别进行了优化,验证了该方法在机身外形优化中的有效性.

应用于DSMC方法的二维Voronoi网格技术

侯凤龙, 蔡国飙

2007, 33(12): 1395-1399.

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研究了Voronoi网格技术并将其应用于直接模拟蒙特卡洛DSMC(Direct Simulation Monte Carlo)计算.基于Dirichlet镶嵌与Voronoi图理论,Voronoi网格利用特征点表征网格单元,具有建立粒子与网格单元之间映射关系的独特算法,适合于DSMC方法的统计特点.在剔除过于靠近边界的特征点以及必要情况下边界细化的基础上,通过区分由边界节点表征的非完整Voronoi网格单元以及由计算区域内镶嵌点表征的完整Voronoi网格单元,解决了Voronoi网格的二维边界匹配问题.Voronoi网格技术支持自适应DSMC计算.映射效率对比表明,Voronoi网格的DSMC计算效率高于三角形网格,低于多级直角网格.通过MEMS微喷管流动数值模拟,验证了Voronoi网格技术在DSMC方法中的有效性.

基于SolidWorks二次开发的嵌金属丝药柱燃面计算

熊文波, 刘宇, 杨劲松

2007, 33(12): 1400-1403.

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摘要:
以SolidWorks的二次开发接口为基础,用Visual Basic作为开发工具,在SolidWorks环境下通过调用内置的API函数,自动完成嵌金属丝药柱的参数化建模.程序同时通过调用API函数提取药柱实际参与的燃面面积,获得了嵌金属丝装药的燃面随肉厚的变化关系曲线,发展了一种更为简单准确的燃面计算方法,在此基础上,进行了内弹道性能的计算.计算结果跟试验结果相比表明,该计算方法准确且精度较高,跟试验结果吻合得很好,能够较好地模拟该类药型的燃烧过程,可以满足工程计算上的需要,并为同类型的复杂装药计算和设计提供了参考.

深空探测车可变直径车轮牵引通过性分析

孙鹏, 高峰, 李雯, 孙刚

2007, 33(12): 1404-1407.

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摘要:
提出了一种可变直径轮深空探测车,其具有结构紧凑、越障能力强、重心低、运行平稳等优点.考虑了月球重力环境和月壤的力学特性,应用基于贝克模型的地面力学理论,分析了深空探测车可变直径车轮与月壤间的相互作用,对轮片展开和车轮下陷做了合理的简化,对不同滑转条件下探测车轮的挂钩牵引力、驱动力矩和驱动效率进行了计算,结果表明车轮的展开减小了推土阻力,车轮的挂钩牵引力和驱动效率都比车轮收缩状态有了明显的提高,并获得了使驱动效率达到最大值的滑转率的范围.

一种新型轮爪式车轮设计与性能仿真

岳荣刚, 王少萍, 焦宗夏, 康荣杰

2007, 33(12): 1408-1411.

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摘要:
针对当前行星探测车车轮的缺点和不足,结合行星表面的复杂环境,设计了一种新型轮爪式行星探测车车轮,其主要创新点在于车轮的轮爪.对新型车轮进行了受力分析,推导出车轮平稳运动的条件,为设计者提供了一定的理论依据.用Pro/ENGINEER软件建立了探测车的三维模型,并用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)软件对行星车进行了运动学和动力学仿真.仿真结果表明新型车轮具有较强的越障能力,可以翻越高度超过车轮半径1.4倍的台阶,也可以跨越宽度超过车轮直径的壕沟,能够适应各种地形环境,基本克服了当前行星探测车车轮存在的缺点和不足.

石英MEMS陀螺漂移的周期性误差标定及补偿

张海鹏, 房建成, 盛蔚

2007, 33(12): 1412-1416.

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摘要:
实验发现石英系列微机电系统(MEMS,Micro Electromechanical System)陀螺仪零点漂移中含有很强的规律性误差,短时间高频采样尤为明显.为提高器件精度和系统性能,研究了其周期性误差各重要参数的特点,以误差分析理论分析了各误差传递系数,提出了一种精确标定方法.实验结果表明经过精确标定和补偿,进一步提高了器件精度和在线长时间补偿效果.说明了本精确标定方法具有良好的补偿效果.

一种基于小波变换的多分形布朗运动合成算法

王兆瑞, 吕善伟, 中村武恒

2007, 33(12): 1417-1419.

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为了更有效地描述点状奇异性指数沿样本路径变化的信号,利用多分形的概念,在基于离散小波变换技术的基础上,提出了一种合成多分形布朗运动的新算法.该算法通过控制高斯白噪声的小波系数权来获得期望的信号局部正则性,而合成过程的收敛性由收敛因子保证.通过与基于Durbin-Levinson 和轮换矩阵嵌入技术算法的比较以及数字仿真试验,表明提出的算法不仅计算复杂度低,而且适用于生成非高斯的、自协方差函数事先未知的多分形过程.

开放式柔性测试系统测试资源联盟生成

边泽强, 孟晓风, 陈粤

2007, 33(12): 1420-1423.

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为了解决开放式柔性测试系统(OFTS,Open Flexible Test System)的快速组建和按需生成问题,首先将复杂测试任务分解成可以用基本信号类型表示的子任务集合,然后参考多色集合理论的元素统一颜色、个人颜色等概念,建立了柔性测试最优资源联盟生成问题的数学描述模型.根据测试系统的实际情况,在模型中考虑了各个信号类型之间的资源共用问题,避免了系统组建后规模的过度复杂以及测试资源的浪费.以资源使用代价最小为目标函数,设计了基于蚁群优化算法的测试资源联盟生成算法,最后通过具体的资源联盟生成实例验证了模型的有效性和算法的优越性.

组合卫星接收机中的选星算法

张强, 张晓林, 李宏伟, 常啸鸣

2007, 33(12): 1424-1427.

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分析了五阶矩阵的行列式值与5颗星GDOP(Geometry Dilution of Precision)值的关系,并由此提出了一种用于双卫星星座组合接收机(如GPS(Global Position System)和BD2(BeiDou2)组合接收机)中的选星算法——组合优选法.该方法首先选出行列式绝对值最大的几种组合,然后根据需要对每种组合从其余可见星中选出几颗最优星,最后根据GDOP最小原则从这几种组合中选取最终结果.计算机仿真结果显示该方法与直接利用GDOP选星相比,95％以上的GDOP相对比值小于5％,而计算量减小40％以上.

级联素数码的有限域模型

刘青格, 邵定蓉, 李署坚

2007, 33(12): 1428-1431.

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基于素数码的构造思想和有限基域与有限扩域的变换关系,通过分析级联素数码构造过程的多项式表示,得出级联素数码的有限域模型,表明级联素数码是以某一类二次既约多项式为模的有限扩域域乘法某种变形的结果,将级联素数码的构造与有限扩域域乘法相关联,并基于此得出确定级联素数码码族个数的规律．上述结果对研究将素数码的构造思想扩展到有限扩域具有启发意义,为基于素数码构造周期更长、序列数目更多的跳频序列族提供了一条新的思路．

PLZT陶瓷双晶片的能量传输特性分析

梁磊, 王少萍, 曹锋, 邓维体

2007, 33(12): 1432-1435.

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研究了掺镧锆钛酸铅(PLZT)具有的光致伸缩效应的机理,理论分析得出光致伸缩是反常光生伏打效应和逆压电效应的叠加.从材料力学角度推导出双晶片执行器在紫外光照射下产生的最大偏移量和最大驱动力.无机械负载时双晶片在光照下产生最大变形,此时双晶片执行器不对外做功,入射光能一部分损失掉,其余转化成电能和机械能,并存储在双晶片执行器中.双晶片执行器做功的大小与外加机械负载有关,当负载为最大驱动力的一半时,输出的机械能最大.以上分析可应用于光执行器的结构设计,使系统获得最大能量输出.

超磁致伸缩作动器率相关磁滞环的模糊建模

郭振凯

2007, 33(12): 1436-1439.

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超磁致伸缩作动器的输入输出特性中存在磁滞非线性现象,它在很大程度上影响了振动主动控制的精度及其稳定性.针对这一非线性特性,提出了基于模糊树模型的建模方法,为了产生适合模糊树建模的数据,首先将原来磁滞环中的一维输入空间映射到高维输入空间,从而将磁滞环一维输入空间的多值函数问题变为高维输入空间的单值函数问题.该方法结构简单,计算量低,对输入数据维数不敏感,通过数值算例表明了该方法的有效性.

一种基于FPGA的超高速32k点FFT处理器

李伟, 孙进平, 王俊, 李少洪

2007, 33(12): 1440-1443.

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摘要:
采用FPGA(Field Programmable Gate Arrays)实现了一个超高速的32k点的流水线FFT(Fast Fourier Transform)处理器.FPGA的工作频率为125MHz,可以处理连续的1Gs/s(1 Giga-samples per second)的复数数据.该FFT处理器主要基于二维分解算法,采用MDF(Multi-path Delay Feedback)流水线结构,并结合MDC(Multi-path Delay Commutator)及SDF(Single-path Delay Feedback)结构的特点.处理器的内存资源消耗相对MDC结构有所减少,而运算速度相对SDF结构有所提高.建立了处理器的算法和设计模型,并根据模型对处理器的3个组成模块进行了优化以减小资源消耗.利用VHDL语言在Xilinx ISE工具上进行了设计,FPGA的布局布线结果验证了设计的可行性.

多通道投影图像的几何自动拼接技术

彭俊毅, 陈桓, 戴树岭

2007, 33(12): 1444-1447.

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以低端摄像头产品为测量元件构造了实用的可扩展的多通道投影图像自动拼接系统;利用二次校准方法细化求解一致性矩阵,在投影屏幕上实现了多通道投影图像间的几何无缝拼接;特征图案的正确选择和二次校准方法最大限度地降低了摄像头性能对校准精度的影响;在满足相邻投影图像有重叠区域和摄像头能拍摄到重叠区域两个基本条件时,系统可实现自动拼接校准.实验表明,二次校准方法使校准时间明显缩短,使校准精度达到了亚像素级;低端摄像头、高效率的特征提取方法和一致性矩阵求解算法使系统扩展成本大大降低.

基于数据压缩的多传感器多假设算法

张晶炜, 熊伟, 何友

2007, 33(12): 1448-1451.

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为解决集中式多传感器系统中多目标跟踪问题,提出了一种新的多传感器多目标算法.提出的算法首先应用经典分配规则对每个传感器送来的观测数据进行排列组合,然后对每个组合中各量测点进行概率加权以获得一个等效量测点,最后根据每个等效量测点产生的互联假设计算其互联概率并获得融合中心的状态估计.给出了该算法与已有集中式多传感器联合概率数据互联算法的仿真比较,仿真结果表明该算法的跟踪性能在探测概率降低的跟踪环境下表现得更为优越.

供应链需求信息的信息增量与信息价值

王晶, 李宇翔, 王寻

2007, 33(12): 1452-1456.

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摘要:
基于信息科学的理论,给出供应链需求信息的信息增量与信息价值的定义和度量方法.建立供应链上的一个批发商订货决策模型,揭示了需求信息在订货决策过程中是如何发挥作用,以及批发商的期望收益是如何随之发生变化的.针对均匀分布和正态分布两种典型的需求分布,分析信息对于供应链成员的价值,进而研究需求信息的信息增量与其信息价值之间的关系.公式推导和模拟实验结果都证明需求信息的价值与其信息增量的大小之间存在正相关关系,表明信息增量会影响信息使用者的收益.研究结果也证明对于供应链成员而言很有必要建立一个有效的信息评价体系,通过提高决策信息质量来增加收益.

飞机协同研制中数字化产品模型的支持方法

陶剑, 范玉青

2007, 33(12): 1457-1461.

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摘要:
产品数据在研制过程中的有效性和一致性是实现协同研制模式的前提.数字化产品模型作为产品研制数据和信息的载体,它的有效性直接影响协同研制的效果.通过借鉴波音和空客的相关思想,从协同研制模式来明确数字化产品模型的基本定义并强调其重要性.阐述了构型项与基线2个基本概念,提出了适用性、可用性、有效性3个新概念.研究了构型项和基线的评审机制,建立起在构型管理条件下,将基线和数字化产品模型版本的演化与产品研制生命周期结合起来,保证数字化产品模型有效性的方法.最后,给出了定义模型的实例来验证这种方法的有效性.

高稳定精密跟瞄机构设计与仿真

崔龙, 黄海

2007, 33(12): 1462-1465.

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摘要:
为实现高精度的空间跟踪瞄准任务,基于宏微动作动器设计了具有振动控制能力的高稳定精密跟瞄机构.跟瞄机构采用6-SPS并联机构构型,可在较大的工作空间内实现高精度指向.结合宏微动作动器的特点设计了具有指向控制、振动抑制和振动隔离能力的跟瞄机构控制系统,振动隔离采用前馈控制,指向和振动抑制部分采用PID控制.利用ADAMS软件进行了频响分析及时域动力学仿真,结果显示跟瞄机构具有较高的指向精度和较好的振动控制能力,可实现扰动环境中的大范围高精度跟瞄功能.

基于机动时间的项目工期单因素不确定性分析

李星梅, 乞建勋, 苏志雄, 王晶

2007, 33(12): 1466-1470.

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摘要:
为了分析单个工序结束时间的变化对项目工期的敏感性,以总时差的概念及定理为基础,利用概率分析的原理及方法,确定了工序结束时间的变化在不同条件下的概率值,构建了项目工期单因素不确定性分析的指标评价体系,简要说明了指标体系中确定相关参数的思路与方法;然后,采用单因素敏感性分析法,重点分析了关键工序结束时间的变化对项目工期的敏感性,给出了不同关键工序结束时间的变化对项目工期的敏感性的判别方法,以及如何从被考虑的多个关键工序中找出需要重点考虑的对总工期敏感性最强的工序;最后,通过算例进行验证和说明.该评价体系在实践中有助于项目进度计划与控制,重点监督与控制对总工期敏感性强的工序,为项目工期的多因素不确定性分析奠定理论基础.

基于混合遗传算法车间多工艺路线批量调度

林楠, 孟飙, 范玉青

2007, 33(12): 1471-1476.

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摘要:
结合启发式分派规则和模拟退火算法,给出了改进的遗传算法——遗传退火算法(GASA,Genetic Algorithm-Simulated Annealing Algorithm).该算法采用新型POX交叉算子,通过结合模拟退火算法,有效地避免了基本遗传算法解决车间调度早熟的问题,并通过实验验证了该算法的有效性.基于GASA研究了航空复杂产品制造车间中,考虑生产批量、生产转换时间、允许多设备加工路线的车间静态与动态调度问题,分析并验证了不同分批方法对考虑以上因素的车间生产调度结果的影响.该算法已应用到某航空车间生产计划与控制系统中.

一种保护敏感属性证书的披露方法

姜正涛, 怀进鹏, 王育民

2007, 33(12): 1477-1480.

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摘要:
进一步研究了敏感属性证书披露问题,尝试运用密码学机制给出一个属性证书披露方案,增强安全保证,在一定条件下保护资源请求者和提供者双方的权利,该方案实现了以下特点: 资源请求者最终向资源提供方提交所拥有属性证书中的一部分;提供方可以获得这一部分证书但不能获得其余的属性证书;请求者无法得到资源提供方获得(感兴趣)哪些属性证书的任何信息;可根据双方协议,为不同的属性设置特定的限值,对于每一属性只有提供方参与成员(或权限)达到或超过这一值才可以获得或验证这些属性证书,同时保护双方的部分权利和隐私.

基于语义描述的资源协同机制

陈江锋

2007, 33(12): 1481-1485.

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摘要:
为进一步提高资源协同的效率,从资源的静态功能特性出发,定义了相似度函数,给出了基于功能的资源协同算法;从资源的实时状态信息出发,给出了基于运行时QoS特性的资源协同算法.建立了综合考虑资源的功能特性和运行时QoS特性的资源协同机制,通过基于功能的资源协同工作,提供满足用户静态功能要求的资源候选集;通过基于运行时QoS特性的资源协同工作,从满足用户静态功能要求的资源候选集中实时动态地选择满足用户QoS要求的优质资源.实验结果表明,提供的基于语义描述的资源协同机制提高了资源协同的成功率、服务质量和运行效率.

一种面向攻击树建模的描述语言

唐淑君, 李肖坚, 屠守中, 韦刚

2007, 33(12): 1486-1490.

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摘要:
目前网络安全仿真研究中存在缺乏攻击建模方法以及统一描述的问题,因此在采用攻击树建立攻击模型,描述攻击企图、特征和步骤执行过程的基础上,提出一种攻击描述语言CNADL(Computer Network Attack Description Language).攻击树用于对攻击进行建模,并转化为自动机模型.CNADL采用上下文无关文法,用统一的形式描述攻击的目的、方法和步骤,由解释器生成相应操作的命令交付攻击演练系统执行.利用基于GTNetS仿真平台的攻击演练系统对CNADL进行实验验证.结果表明,该语言能有效地刻画攻击特征,结合仿真平台,实现了拒绝服务、蠕虫、口令窃取和IP欺骗4种攻击仿真.