北京航空航天大学学报

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庞丽萍, 曲洪权

2008, 34(11): 1243-1246.

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摘要:
以我国核潜艇舱室环境为研究对象,开展综合环境质量评价研究.经分析确定与潜艇舱室环境质量相关的影响因素主要包括温度、湿度、空气污染物、颗粒状污染物、微生物及噪声.为克服上述多评价因素之间的多项性和不确定性,提出采用基于D-S(Dempster-Shafer)证据理论的潜艇舱室综合环境质量评价方法.该方法是在层次分析法的基础上,引入证据理论,利用D-S合成公式对不同权重的多个专家评价信息进行合成.该方法能够有效综合多个不同权威评价专家的不确定性评价意见,提高评价结果可信度.

前置稳压阀对ECHPS助力特性的影响

刘亚辉, 高峰, 季学武

2008, 34(11): 1247-1249.

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摘要:
旁通流量式电控液压助力转向系统ECHPS(Electronically Controlled Hydraulic Power Stearing System)中的执行元件常采用电磁阀.对有、无前置稳压阀的电磁阀ECHPS助力特性进行理论分析和试验验证,结果表明,对于电磁阀带有稳压阀的ECHPS,高低车速下其助力特性曲线都可以达到系统限定的高压;而电磁阀无稳压阀的ECHPS,当高速时,系统中将不能建立高压.出于驾驶安全因素和整个系统设计的考虑,ECHPS中的电磁阀带有稳压阀更理想.

基于遗传算法的高速飞行器模糊控制律设计

李惠峰, 王健

2008, 34(11): 1250-1253.

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以吸气式高超声速飞行器X-43A的纵向通道为控制对象,针对其6自由度非线性模型设计了飞行控制系统.飞行控制系统包括2个回路,制导回路采用PD控制器,控制回路应用模糊控制器.制导回路负责跟踪轨迹,控制回路执行制导指令.基于遗传算法实现了PD反馈参数和模糊控制规则的自动优化,无需先验知识和训练数据.在控制飞行器轨迹、姿态和推力时,综合考虑非线性动态特性、不确定性和约束.仿真表明,该方法可以同时满足飞行控制系统鲁棒性和优化过程收敛性的要求.

基于LuGre模型的电液加载系统摩擦补偿

王晓东, 焦宗夏, 谢劭辰

2008, 34(11): 1254-1257.

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为了提高电液加载系统控制精度,针对摩擦问题提出了基于LuGre摩擦模型的前馈补偿方法.建立了用于摩擦仿真分析和补偿器设计的电液加载系统数学模型;通过实验获取并分析了相关的摩擦数据;基于实验数据进行LuGre模型参数辨识,把LuGre模型和辨识结果引入电液加载系统数学模型,并进行仿真结果与实际摩擦数据的对照,证明了LuGre摩擦模型的准确性.设计前馈补偿器,进行了实验对比,实验结果表明前馈补偿器可将摩擦产生的控制误差有效地降至未补偿时的30%左右.

窄线宽单频单偏振环行腔掺铒光纤激光器

欧攀, 贾豫东, 张春熹, 魏兴春

2008, 34(11): 1258-1260.

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为了获得稳定的窄线宽单频单偏振掺铒光纤激光器输出,对采用饱和吸收体的环行腔结构掺铒光纤激光器进行了研究.实验中采用未抽运掺铒光纤作为饱和吸收体形成窄带滤波器,并选用高反射率的光纤光栅作为波长选择元件,同时采用具有高消光比的保偏环行器来获得单偏振激光.窄线宽单频单偏振环行腔掺铒光纤激光器的峰值波长可以通过拉伸光纤光栅进行调谐,调谐的范围为1548~1552nm.当抽运功率为275mW时获得的输出最大功率55.4mW.通过采用光纤延迟自外差法的线宽测试技术测量出该环行腔掺铒光纤激光器的20dB线宽为3kHz,光纤激光器的输出光偏振态长时间稳定在偏振度99.9%.这种窄线宽单频单偏振掺铒光纤激光器可以作为相干激光雷达的稳定信号源.

基于灰色系统理论的软件可靠性综合评价框架

李海峰, 陆民燕, 王智新, 李震

2008, 34(11): 1261-1265.

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从系统工程的角度出发,提出一套完整的基于灰色系统理论的软件可靠性综合评价框架.首先,在ISO/IEC 9126软件质量模型的基础上,建立起软件可靠性综合评价体系,并利用灰关联分析方法计算每个度量元与软件可靠性之间的相关程度,由此确定度量元在评价体系中的权重值.在此基础上,提出基于灰色聚类的软件可靠性综合评价方法.初步的实验结果表明,基于灰色系统理论的软件可靠性综合评价框架具有方便实用、全寿命周期评价、数据来源广泛、且可准确反映当前软件可靠性指标水平等优点,适合于软件可靠性工程决策活动.

多级协同项目执行中的资源冲突检测与管理

乔立红, 王超

2008, 34(11): 1266-1271.

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以航空航天型号工程项目为背景,针对多级协同项目中的资源冲突问题,利用基于时间约束网络的冲突检测算法实现了多级协同项目中的资源冲突检测,该算法建立了任务关系的时间约束网络模型,给出了基于模型的线性化、实例化方法和检测判据.针对资源冲突的检测结果表达及冲突信息的管理提出多视图表达方式,建立了基于UML的信息模型.基于研究结果设计开发了项目资源管理原型系统,以某航天项目任务的管理为例进行了验证,表明了研究结果的有效性.

基于扩张状态观测器的飞轮故障检测与恢复

金磊, 徐世杰

2008, 34(11): 1272-1275.

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飞轮是卫星姿态控制系统中的主要执行部件,实现其自主故障检测与恢复对于维持卫星正常姿态具有很重要的意义.在建立了精确飞轮开环系统模型的基础上,设计了二阶非线性连续扩张状态观测器ESO(Extended State Observer).将飞轮故障视为系统外扰,并假设其余外扰是小量可忽略,则利用此ESO不仅能实时得到飞轮开环系统的状态量,当飞轮发生故障时更能快速准确地估计出故障量.因而无需产生系统残差即可直接进行故障检测,同时根据故障量的大小对系统输入即驱动电压进行补偿,使飞轮转速仍能维持正常值,保证卫星姿态不受故障影响.数值仿真验证了此方法的有效性.

一种基于N元语法分布的语言模型自适应方法

尹继豪, 姜志国, 樊孝忠

2008, 34(11): 1276-1279.

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N元语法分布能恰当地描述语料库的特性,为了有效利用普通领域训练数据,提出一种基于N元语法分布的语言模型自适应方法.该方法定义一个小的领域内的高质量种子集和一个大的普通领域的质量不稳定的训练集,将训练集的N元语法分布自适应到和种子集的N元语法分布相似,以更好地进行特定领域单词识别.实验结果表明,基于N元语法分布的语言模型自适应方法可以使单词困惑度和词错误率分别比传统的简单插值法降低11.1%和6.9%.

基于RTK-GPS的提梁机组协调控制系统设计

郭中伟, 李运华

2008, 34(11): 1280-1283.

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摘要:
双提梁机组协调控制系统利用对称布置的双频载波相位RTK-GPS(Real-Time Kinematic difference Global Position System )接收机完成对提梁机位置、航向位姿信息的测量,通过卡尔曼滤波与里程计融合,消除坐标定位信息的波动,提高位姿测定的精度;单机采用基于CAN (Controller Area Network)总线的网络控制系统,机组间数据传输采用无线网络,构成混合网络控制系统;采用基于双闭环的同步控制策略实现对两提梁机的同步协调控制.实际应用结果表明,两提梁机间相对位置偏差不超过0.1m,相对航向角度偏差不超过0.1°.

应用修正湍流模型对旋转通道内换热的模拟

陶智, 徐学亮, 邓宏武, 朱剑琴

2008, 34(11): 1284-1287.

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针对旋转光滑矩形通道分别应用针对旋转状态修正的 k-ε、标准k-ω以及提出的针对旋转状态修正的k-ω湍流模型进行流动和换热的数值模拟,通过与实验结论的对比,讨论了采用不同湍流模型对计算结果的影响.计算工况为旋转数Ro=0.24,流体进口雷诺数Re=25000.计算结果表明:采用所提出的针对旋转状态修正的k-ω湍流模型的计算结果要比采用针对旋转状态修正的k-ε以及标准k-ω湍流模型的计算结果更接近实验结论.

基于主基底分析的变量筛选

王惠文, 仪彬, 叶明

2008, 34(11): 1288-1291.

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利用Gram-Schmidt变换,提出一种主基底分析方法.解释并证明了Gram-Schmidt变换所删除的信息量.给出"主基底"的定义及构造方法,并提出"净信息含量比"的概念,用以测度所选基底包含的信息.该方法能在原始数据信息损失尽可能小的前提下,排除所有的冗余变量以及变量集合中的重叠信息,得到一个正交的主基底,从而更有效地对大规模变量集合中的信息进行筛选.多角度的理论分析指出,主基底在尽可能多地携带原始变量信息的同时,还可保证样本点间的相似性改变最小.实际案例分析说明了该方法的合理性和有效性.

流媒体系统多数据流安全的动态选择控制模型

肖晨, 马世龙, 吕卫峰, 王丽丰

2008, 34(11): 1292-1297.

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部分加密等媒体数据加密算法是保护媒体数据安全的有效方法,但用其加密流媒体系统中的多路媒体数据将使系统面临效率、规模扩展与安全性问题.为此提出基于数据安全权重的多数据流加密的动态最优选择控制模型,根据各数据流的带宽、权重等参数,为不同数据动态选择不同强度的加密方法.由于化简后的数学模型是NP难的0-1背包问题,结合实际系统特点提出基于贪婪启发思想的增量式近似算法.理论分析和实验表明该算法时间复杂度低且具有良好的近似性.最终在一个实用流媒体系统——Admire系统中设计实现了选择控制模型的原型子系统.

基于SSI模型的加速应力试验定量评估方法

李晓阳, 姜同敏

2008, 34(11): 1298-1302.

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为了解决传统应力-强度干涉模型(SSI,Stress-Strength Interference)不能对加速应力试验(AST,Accelerated Stress Testing)进行可靠性指标随时间变化的定量评估问题,针对应力和强度均引入了随机过程进行描述.首先假设了产品强度退化过程和应力变化分别为漂移布朗运动和对称布朗运动.其次,为了解决Basu的布朗运动SSI模型在零时刻可靠度为1的问题,从工程角度,假设产品设计制造过程与试验或使用过程相互独立,提出了产品可靠性是设计生产决定的固有可靠性以及试验使用过程确定的使用可靠性的串联结果.通过将传统应力强度干涉模型结合Basu的布朗运动SSI模型,建立了与时间相关的应力强度干涉模型IMSDⅠ,并给出了相关评估方法.基于将加速应力试验与加速退化试验相结合,改进了已有的AST试验方法,扩大了试验数据量,最后,通过仿真算例验证了本文模型和评估方法的理论正确性和工程可实施性.

Reissner型矩形板分析的U变换-有限元法

陈富利, 蒋持平

2008, 34(11): 1303-1306.

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将U变换法推广应用于Reissner矩形板的有限元分析中.对原结构进行等效变换,形成周期循环的板单元,使刚度矩阵成为循环矩阵,应用双重U变换解耦了有限元的矩阵方程,使有限元计算只须在一个板单元上进行,并且仍能方便分析整个板的一般分布载荷.所发展的U变换-有限元法不仅提高了计算效率,很快收敛于精确解,对于简支板还给出了精确分析的有限元解、准确的误差估计表达式和收敛速度,可以直接掌控计算精度,这是其它方法难以得到的.对简支和固支矩形板的数值算例及与其它方法的对比说明了U变换-有限元法的优点和重要的工程实用价值.

二甲醚部分氧化重整制氢热力学分析及实验

宋凌珺, 李兴虎

2008, 34(11): 1307-1310.

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用元素势能法对二甲醚(DME)部分氧化重整制氢进行了热力学分析与计算,在定压绝热条件下计算了产物中各组分的体积分数随空醚比(0.5~4)和压强(0.1~0.5MPa)的变化关系.结果表明:H₂的体积分数随压强的增大而减小;在标准大气压和空醚比为3的条件下,由二甲醚部分氧化反应得到的氢气体积分数最大,约为35%;H₂的体积分数随空醚比的增大先增后减,CO的体积分数变化不明显,CO₂和CH₄的体积分数随空醚比的增大而减小.最后,在自制实验台上进行二甲醚等离子体重整制氢的实验,将该实验结果与热力学分析结果进行了对比分析,结果证明用元素势能法分析得到的H₂,CO,CH₄和CO₂的体积分数随空醚比的变化趋势与实验结果较为一致.

一种新的星载GPS定轨滤波算法

吴志华, 丁杨斌, 申功勋

2008, 34(11): 1311-1314.

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针对传统EKF(Extended Kalman Filtering)算法应用于星载GPS(Global Positioning System)低轨卫星定轨时系统噪声方差初值不易确定的问题,提出了一种新的定轨滤波算法.该算法在非线性方程线性化过程中,在前一时刻滤波估值点进行线性化,从而得到扰动方程,并将该扰动方程引入到传统EKF进行滤波处理.该算法与传统EKF分别应用在星载GPS低轨卫星的定轨中,通过比较,结果表明改进的算法在一定程度上抑制了由于系统噪声方差阵选取偏差较大而引起的滤波发散现象,且对于系统噪声方差的初值选取有较强的鲁棒性.

一种机载SAR距离徙动修正的快速算法

张昆辉

2008, 34(11): 1315-1318.

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距离-多普勒算法是机载合成孔径雷达成像信号处理中的常用算法,针对其采用逐点插值进行距离徙动修正而导致运算量过大的问题,提出了一种无需插值的快速距离徙动修正方法.该算法通过二次快速傅里叶变换和一次复乘操作完成合成孔径雷达成像所需的距离徙动修正处理.在分析回波信号模型的基础上,推导了利用该技术能够精确完成距离徙动修正的最大测绘带宽度,给出了该宽度与成像分辨率之间的关系,并用计算机仿真验证了上述关系的正确性.理论分析、仿真和实测数据处理结果表明,该方法具有运算量小、精度高的优点,非常适合于机上实时处理.

基于离散数据点的变壁厚叶身参数化设计

余伟巍, 宋玉旺, 席平

2008, 34(11): 1319-1322.

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摘要:
在原始截面离散数据点的基础上,给出了面向工程实际的中弧线几何造型方法和基于离散数据点的内形曲线参数化方法;深入分析了UG(Unigraphic)系统参数化造型的实质;给出了可行的参数化方案;结合面向对象的思想和创成式的建模方式,实现了变壁厚叶身参数化设计.该模块基于UG/OpenAPI接口,采用即时记录数据点和标记回溯点的方式,在交互中可以实时动态修改,达到"所见即所得"的效果,并在实际应用中得到有效验证.

一种简单的VOQ交换机时延确保分组调度算法

张福阳, 熊庆旭

2008, 34(11): 1323-1326.

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采用EDF(Earliest Deadline First)与轮询结合的方法,提出了一种简单的VOQ(Virtual Output Queueing)分组调度算法提供基于流的时延确保.VOQ队列采用EDF的策略裁决分组流的竞争,输入输出端口采用轮询方式匹配.此时VOQ中分组到达至成为头分组的时间以及分组成为头分组至传输到相应输出端口的时间,分别对应于OQ中的分组排队等待时间及服务时间.通过对所得算法详细的理论分析,给出了流时延界及流分组到达的显性关系.更为重要的是,本文的理论结果不仅为设计更为有效的算法奠定了基础,同时为判别不同流的时延要求是否冲突提供了一种新的直接分析的手段.

基于邻接表的分水岭变换快速区域合并算法

李苏祺, 张广军

2008, 34(11): 1327-1330.

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针对图像分水岭变换存在的过分割问题,提出了一种快速区域合并算法.该算法先对梯度图像进行Lee滤波以降低分水岭变换的过分割程度,在传统分水岭变换初步分割的基础上,利用区域邻接图(RAG, Region Adjacency Graph)的邻接表数据结构描述过分割区域之间的关系,采用分级阈值合并的方式完成区域合并,以降低合并计算的复杂度.合并过程中,将基于区域相对边界强度和边界长度的相似度度量准则与传统的区域灰度均值差异度准则相结合,构成新的区域可合并度综合评价函数,以保证区域合并准确可靠.实验结果表明,与传统的分水岭变换区域合并算法相比,该算法有效地提高了区域合并的准确性,并大幅提升了运算速度.

基于小波神经网络的多传感器自适应融合算法

原泉, 董朝阳, 王青

2008, 34(11): 1331-1334.

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摘要:
针对多传感器融合系统的非线性和不确定性,将小波分析与神经网络相结合,提出一种基于小波神经网络的多传感器自适应融合算法.融合系统包括扩展卡尔曼滤波器、小波神经网络、融合知识库以及航迹融合算法.该算法以分布式融合结构为基础,利用环境信息理论和测量方差归一化方法构建小波神经网络,并且通过数值样本训练小波神经网络,使其在融合过程中实时估计各传感器的信任度,再由融合知识库根据各传感器信任度来选择适合的航迹融合算法,最终得到全局状态估计.实验结果表明,提出的融合算法可以根据环境变化在线自适应融合来自多传感器的测量值,对不确定信息具有很好的融合能力.

一种红外小目标图像质量的评定方法

刁伟鹤, 毛峡, 董旭阳

2008, 34(11): 1335-1338.

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摘要:
提出了一个新的红外小目标图像质量评定标准——背景干扰程度,定义了"目标混淆度"和"目标遮隐度"两个指标,它们分别体现了背景噪声引入虚警的能力和背景噪声遮隐目标的能力,设计实现了利用两个指标对背景干扰程度的定量描述.实验证明,与传统的小目标图像评定标准信噪比相比,利用该标准评定的结果与实际情况更加符合,更准确地描述了研究者所关心的检测识别目标难易程度的信息,同时,该标准对于无目标信息情况下小目标图像的质量评定也是有意义的.

基于非线性模型预测滤波的微纳卫星定位方法

钟慧敏, 房建成

2008, 34(11): 1339-1342.

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摘要:
针对采用星载GPS(Global Position System)定位的LEO(Low Earth Orbiter)微纳卫星获得的位置速度数据不连续,而使用轨道动力学获得的连续的位置速度信息误差快速发散的问题,提出了一种基于非线性MPF(Model Predict Filter)的LEO微纳卫星定位方法,它采用非线性MPF预测的模型误差作为一步状态估计,同时使用GPS信息作为观测量,并与改进的扩展卡尔曼滤波组合,既可获得连续的卫星位置速度信息,又可获得相当于GPS单点定位的精度.仿真结果表明,此种方法可以有效地获得连续的微纳卫星位置速度信息,并且精度优于EKF(Extended Kalman Filter).

一种面向服务的业务过程建模语言

邢少敏, 周伯生, 陈天影

2008, 34(11): 1343-1348.

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摘要:
通过对现有业务过程建模语言的分析指出了其对面向服务支持的不足,以可视化过程建模语言VPML(Visual Process Modeling Language)为基础,提出了一种面向服务的可视化过程建模语言VPML-S,并提出了该语言的概念设计框架,简述了其通用的建模元素;使用UML类图设计了该语言的元模型,在此基础上建立了语言的形式化模型;分析和评估了VPML-S中的服务元素所提供的将活动映射为Web服务的面向服务功能,嵌入子过程元素所提供的多个业务过程之间的复用机制,管道元素所提供的多个业务过程的协作机制以及VPML-S和其它语言所建立的业务过程模型的互操作支持机制;评述了VPML-S的可视化图符替换、元模型扩展机制;最后通过一个网上购物流程实例说明VPML-S为面向服务的环境下的业务过程复用、协作和互操作提供了有效的支撑.

基于Gram-Schmidt过程的多项式回归建模方法

王惠文, 郭丽娟

2008, 34(11): 1349-1352.

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摘要:
多项式回归模型是一种常用的非线性回归方法.由于在多项式回归模型中,自变量之间往往存在较强的相关关系,采用普通最小二乘回归方法来估计回归系数会存在较大的计算误差.为了提高多项式回归模型的预测准确性和可靠性,提出一种基于Gram-Schmidt过程进行多项式回归的建模方法,可以实现自变量集合的正交化,克服自变量集合多重共线对回归建模的不良影响,从而有效地运用最小二乘建立回归模型.同时可以进行信息筛选有效选取对因变量有显著解释作用的自变量,排除自变量中的冗余信息.采用仿真数据分析,检验了该方法的有效性.

导热误差对温度测量的影响

蔡静, 杨永军, 廖理, 王毅

2008, 34(11): 1353-1355.

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摘要:
为了研究直型传感器的导热误差,设计了可同时测量气流温度、支座上部温度和支座下部温度3个测点的传感器,其中测点1和3可根据研究的需要上下移动,并建立了理论模型,推导了导热误差的计算公式.为了避免辐射误差对导热误差的影响,采取根部加热的办法,研究了马赫数、支座温度、长径比对导热误差的影响,得到了可供参考的数据,并将导热误差的计算公式应用到气流流速较低时(Ma=0.1)高温水冷耙某点的导热误差的计算中,计算结果与测量结果误差小于10%.考虑导热误差对测温的影响时,应综合长径比和支座温度两方面的因素,将长径比是否大于10作为衡量是否考虑导热误差的唯一标准是不全面的.

遥感图像的快速配准方法

田越, 张永梅, 李波

2008, 34(11): 1356-1359.

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摘要:
针对多传感器遥感图像的配准,提出了一种快速有效的图像配准方法.该基于分级候选点集匹配的配准算法充分利用了分级匹配和候选点集匹配方法的优点,减少了特征提取空间和搜索空间.并在同名控制点对的确定中引入距离计算,能更有效地确定同名控制点对,减少了误匹配率,增加的距离计算时间代价很小,而且不随图像大小发生变换,只与最终匹配点对数目有关.采用主观与客观判断相结合的方法进行配准评价,实验结果表明,该算法在图像存在一定背景噪声,同时具有平移、旋转的情况下,可以准确地进行配准,提高了配准速度和精度.

飞机复杂蒙皮拉形模具型面设计方法

韩金全, 万敏, 袁胜, 许旭东

2008, 34(11): 1360-1363.

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摘要:
针对目前复杂蒙皮拉形工艺中拉形模的设计没有实用、详细设计方法的情况,从改善毛料拉形过程中的应变分布出发,提出了一种基于"截面线等长"的拉形模型面设计方法,即通过工艺补充面的灵活设计,实现模具沿各个拉伸方向上的截面线长度趋于一致,以使毛料在贴模后各个截面的延伸率尽可能的接近,再通过工艺补充面的曲率和切向的调整,使毛料在拉形时应变分布更加均匀,以减少甚至避免与应变分布相关的各种缺陷的出现.通过某型号飞机复杂蒙皮零件模具型面的设计及拉形过程的有限元模拟分析,验证了这一拉形模具型面设计方法的合理性和有效性.

航空电子双层任务分区调度设计

何锋, 宋丽茹, 熊华钢

2008, 34(11): 1364-1368.

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摘要:
针对严格实时的航空电子分区调度问题,建立了操作系统采用轮转调度策略,分区里采用动态优先级调度策略的双层任务调度模型.针对可调度性分析问题,利用轮转调度周期和分区任务执行系数作为关键参数,在任务时间需求函数的基础上,计算系统消耗时间,得出了系统可调度性的判定定理;同时考察存在释放抖动的时候可调度情况,提出了可调度性的计算边界;通过考察任务周期和轮转调度长度的关系,得出了分区可调度情况下任务负载的理论上限.针对分区设计问题,通过考察关键时刻点,给出了分区调度关键参数的解析模型,在此基础上提出了分区可设计的判定定理,最后给出实例进行具体说明.