北京航空航天大学学报

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刘振国, 商园春, 董阿鹏, 吕明云

2014, 40(1): 1-5.

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摘要:
针对三维四向编织复合材料，在改进的矩形截面单胞模型的基础上，考虑了相邻纤维束之间的界面粘结效应，推导了单胞的几何特性与编织工艺参数之间的数学关系，并且采用ANSYS软件建立了实体有限元模型，得到了等效弹性性能参数；之后，分析了各工艺参数对弹性模量的影响规律.通过有限元计算的材料弹性性能常数与试验数据符合较好，较为真实地模拟了该材料的细观结构，对三维编织复合材料的设计和工艺具有一定的参考价值.

3UPS-S并联机构单支链驱动奇异分析

韩先国, 刘岩龙

2014, 40(1): 6-9.

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摘要:
并联机构进行单支链驱动时，由于受到其他支链的约束，不能实现全行程范围运动.为了分析并联机构单支链驱动受限的本质原因，采用旋量互易积的方法，计算单支链驱动的轴向速度分量.从计算结果可知，轴向速度为零时，单支链驱动到达边界.并联机构在输入空间发生驱动奇异，同时在工作空间发生位姿奇异，因此并联机构的驱动奇异就是位姿奇异.通过分析输入输出速度关系，并联机构到达输入空间边界.最后给出了并联机构单支链驱动的一般策略.

基于活动预测和能耗均衡的WSN路由算法

汪成亮, 王强

2014, 40(1): 10-17.

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摘要:
无线传感网络（WSN，Wireless Sensor Network）中节点触发与数据传输往往会呈现出某种活动模式，基于活动模式特性提出了基于活动的节点分簇算法（AACP，Activity-Aware Clustering Protocol），将网络中的传感器节点分成多个活动簇，并通过对节点的历史触发数据进行分析，结合分簇结果对当前发生的活动进行预测.基于活动预测结果，综合能耗均衡、节点剩余能量、传输能耗等影响因素，提出了基于活动预测和能耗均衡的WSN路由算法（AEBRP，Activity-aware and Energy Balanced Routing Protocol）.仿真实验中与低...

电动汽车动力电池生热模型和散热特性

姬芬竹, 刘丽君, 杨世春, 徐斌

2014, 40(1): 18-24.

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摘要:
结合Bernardi生热速率模型建立了单体电池正极片集流体、负极片集流体和电池极板的热耦合模型以及成组电池传热模型；利用Fluent软件仿真分析了自然通风环境中LiFePO₄单体电池的生热特性，模拟了强制空气对流冷却条件下成组电池的生热和散热特性，分析了电池箱出风口位置对电池温度的影响；计算了不同放电倍率下电池组温度变化.计算结果表明：动力电池恒流放电末期，正、负极片的电流密度最大值出现在极耳处，正、负极耳温度高于极板温度，且正极耳温度大于负极耳温度；强制冷却条件下成组电池热特性满足安全工作温度要求；电池箱出风口位置直接影响冷却空气速度场和电池组温度场分布，出风口设置在电池箱下部有助于改善其热...

永磁球形电机的神经网络自适应控制算法

刘敬猛, 刘岩, 陈伟海, 张良

2014, 40(1): 25-30.

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摘要:
介绍了具有三维位置检测功能的三自由度永磁球形电机工作原理及其运动控制方法.结合球电机结构特性，基于XYZ 欧拉角和拉格朗日方程建立了球电机运动学及动力学模型.为了解决动力学模型建模误差、摩擦力和外界干扰等对球电机工作性能的影响，设计了神经网络逼近模型，并将其应用于球电机的控制之中.仿真结果表明这种控制方法与传统方法相比可以有效提高球电机的抗干扰能力，在建模误差比较大的情况下仍可以保证球电机的运动精度，其结果可以为进一步的球电机精密运动控制理论研究和实验方案设计提供借鉴和参考.

氧化硫硫杆菌和芽孢杆菌协作下Q235钢腐蚀行为

杜娟, 李松梅, 刘建华, 于美

2014, 40(1): 31-38.

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摘要:
采用表面分析技术、失重法和电化学测试技术研究了Q235钢在氧化硫硫杆菌（T.t，Thiobacillus thiooxidans）和芽孢杆菌（Bacillus）协同作用下的腐蚀行为.扫描电镜结果表明，与单菌体系相比，混菌体系会形成最为致密的生物膜；混菌体系中浸泡的试样表面会出现不同于单菌体系的圆形蚀坑.腐蚀失重结果表明，混菌中试样的腐蚀速率介于2个单菌体系之间.交流阻抗结果表明，混菌体系浸泡2天后试样表面出现2个时间常数，表面膜层电阻经历了先增大后减小的过程.

结构材料对光纤陀螺动态性能的影响

刘海霞, 蒋鹞飞, 宋凝芳, 潘雄

2014, 40(1): 39-43.

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摘要:
光纤陀螺（FOG，Fiber-Optic Gyroscope）在动态运用过程中输出易产生非互易性误差，分析FOG产生振动误差的原因，提出结构材料的性质对FOG动态性能有显著的影响.对作为FOG结构核心的本体采用不同结构材料，分别建立对应的FOG有限元模型，进行模态分析以及谐响应分析，定性分析结构材料的比刚度对FOG动态性能的影响，通过扫频振动和随机振动实验验证模型建立的正确性.结果表明，将比刚度高的铍铝材料替换铝合金材料应用在FOG本体上，能将FOG的一阶固有频率由1 452 Hz提高至2 213 Hz，可显著提高FOG的动态输出精度，并减小FOG整体质量，特别适用于轻小型FOG.

一体化数字液压作动系统的建模仿真和控制

齐海涛, 付永领, 祁晓野

2014, 40(1): 44-47.

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摘要:
随着机电液控集成一体化技术和数字液压技术的发展，基于数字缸和电液泵提出了一种新型的一体化数字液压作动系统，阐述了其系统组成和工作原理.基于AMESim建立了电液泵、数字缸及整个系统的数学模型，分别从系统的位移响应、溢流流量、电机转速和控制阀开口等方面，与传统的采用集中液压源供油和伺服阀控制伺服油缸的作动系统进行了仿真对比分析，指出了一体化数字液压作动系统的优缺点.

复合弯扭涡轮叶片尾缝的快速建模

张宝源, 席平, 杨炯

2014, 40(1): 48-53.

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摘要:
尾缝是涡轮叶片中的重要冷却结构.为解决复合弯扭叶片尾缝的精确建模问题并提高其建模效率，提出了包含尾缝工具体创建和尾缝窗口创建过程的创成式尾缝快速建模方法.首先通过叶身内外型截面线自动匹配算法、叶盆叶背曲线方位判断算法，创建具有和叶身相同或相近弯扭状况的尾缝工具体.之后借助自定义的数据结构记录各组尾缝窗口信息，创建多组不同规格的尾缝窗口，完成尾缝建模.最后使用UG Open API工具开发了尾缝快速建模程序，并通过实例验证了所提出方法的可行性.

气动布局参数对直升机飞行品质的影响

吕少杰, 曹义华, 李国知

2014, 40(1): 54-58.

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摘要:
以UH-60A直升机为例，建立了适合于飞行品质评价的直升机非线性飞行动力学模型，对算例机模型进行配平验证，并计算了稳定性、操纵性导数.计算结果与参考数据吻合较好，证明模型可用.根据军用直升机飞行品质规范（GJB902—90），选取的典型气动布局参数，计算了不同参数下的直升机的动态响应特性和操纵特性，分析了飞行品质对设计参数的敏感性.结果表明，旋翼高度对各项飞行品质指标都有明显的影响，降低尾桨高度能显著提升滚转操纵功效的品质等级，尾桨纵向位置是影响偏航操纵功效和偏航操纵灵敏度的主要因素.

压缩感知合成孔径雷达射频干扰抑制处理

麦超云, 孙进平, 崔如心, 张冰尘

2014, 40(1): 59-62.

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摘要:
对基于压缩感知技术的合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar）成像，射频干扰（RFI，Radio Frequency Interference）的存在会破坏场景稀疏的先验条件，造成成像质量恶化，使得后续的成像处理无法正确完成的问题，提出了一种压缩感知SAR的RFI抑制方法.首先基于RFI在频域的稀疏特征，采用贪婪算法结合最小描述长度（MDL，Minimum Description Length）估计出RFI分量稀疏度；然后对每个脉冲的回波信号，估计RFI信号分量并在时域直接滤除，再应用常规的压缩感知SAR重构算法实现成像处理.L波段SAR数据的仿真处理结果验证了文...

基于公理设计的产品可靠性要求实现方法

杨德真, 任羿, 王自力, 肖静

2014, 40(1): 63-68.

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摘要:
针对可靠性设计要求难以系统、全面落实到产品设计方案的问题，提出了一种基于公理设计的产品可靠性要求实现方法.首先，应用公理设计原理进行产品初步设计，从而确定其功能需求，并针对各项功能的保持要求进一步扩展功能保持需求（扩展的功能保持需求构成功能保持域，该域包含于功能域），进而系统导出参数化的可靠性设计方案；其次，根据功能保持需求扩展或优化设计参数，构建考虑可靠性设计要求的域映射模型，并给出应用独立公理进行方案评价的方法.同时，以温度传感器设计为例贯穿全文，验证了所提出方法的可行性和有效性.

基于PERT网络的航空弹药保障人员优化配置

郭小威, 马登武, 邓力

2014, 40(1): 69-74.

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摘要:
针对航空弹药保障效率和可靠性要求高的问题，在分析保障流程的计划评审技术（PERT，Program Evaluation and Review Technique）网络图中各工序对任务完工影响程度的基础上，提取了工序关键度指标和重要度指标以及各方案下的按期完工概率，建立了保障人员配置方案评价指标体系，表示为评价函数形式.以基于蒙特卡洛方法的PERT网络仿真为核心，选择在遗传算法进化寻优框架下构建优化模型，该方法不仅得到了最优的保障人员配置方案，而且评估了需要注重的关键工序.算例实验证实了其有效性与实用性.

基于切换多胞模型的变体飞行器增益调参控制

王通, 王青, 江未来, 董朝阳

2014, 40(1): 75-79.

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摘要:
针对一类可变后掠翼的变体飞行器，研究了全包线控制器的设计与综合方法.建立了基于切换多胞系统的变体飞行器模型，所提出的框架利用Lyapunov函数方法分析系统的稳定性，能够从理论上保证变体飞行器在全包线下的飞行稳定.给出了利用小凸包算法从三维飞行包线中选取设计点的方法，并对各设计点处的线性化模型设计了最优控制律.为继承传统增益调参方法的优势，提出了一种特殊的控制器插值方法，保证变体飞行器三维包线下的控制综合过程简便实用.仿真结果表明所提出的控制方法在飞行器快速变形和参数大范围快速变化的情况下仍具有良好的控制性能.

高超声速飞行器抗干扰反步滑模控制

后德龙, 王青, 王通, 董朝阳

2014, 40(1): 80-85.

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摘要:
针对存在参数不确定及外部扰动下的高超声速飞行器轨迹跟踪控制问题，研究了一种基于反步法的抗干扰滑模控制设计方法.将非线性高超声速飞行器动力学模型表达为严反馈形式分步进行设计.采用滑模控制方法进行每步的控制器设计，并提出采用扩展状态观测器（ESO，Extended State Observer）方法实现对参数不确定及外部扰动产生的内外干扰进行估计，继而在控制中补偿.扩展状态观测器能保证对干扰的估计收敛到真值附近的邻域内，从而能够保证较好的补偿效果.通过0.5°附加干扰攻角和25%的气动参数偏差下的非线性高超声速飞行器动力学模型仿真结果验证了该抗干扰滑模控制方案对内外干扰的抑制效果和闭环系统良好的跟...

飞机座舱显示界面脑力负荷测量与评价

卫宗敏, 完颜笑如, 庄达民

2014, 40(1): 86-91.

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摘要:
脑力负荷是影响飞行安全的重要因素之一，对飞行员脑力负荷进行客观测量，对于飞机座舱显示界面脑力任务的工效评价与优化设计具有重要意义.基于ERP（Eveat Related Potential）技术，选取失匹配负波（MMN，Mismatch Negativity）和P3a成分为指标，采用三刺激“oddball”模式，在飞行模拟任务条件下开展了三级脑力负荷的测量与评价研究.实验结果表明，MMN峰值和P3a峰值对脑力负荷变化敏感，随着脑力负荷的增加，MMN峰值显著增加，而P3a峰值显著降低，反应了被试者对异常信息的自动加工能力的提高以及朝向注意能力的减弱.与新异刺激相比，由偏差刺激所诱发的MMN与P3...

软管锥套式空中加油系统建模与特性分析

王海涛, 董新民, 窦和锋, 薛建平

2014, 40(1): 92-98.

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摘要:
针对自主空中加油研究中软管锥套运动模型过于简化，现有建模方法又存在成本高、计算量大、软管长度恒定等缺陷的问题，根据集中参数法原理，提出了一种长度可变的多级串联理想单摆系软管锥套运动模型.同时考虑软管收放、加油机牵连运动、重力、定常流、大气扰动、加油机尾流等内外部因素，推导了迭代形式的变长度软管锥套三维运动方程.由摆长约束导出了求解软管拉力的代数线性方程组，进而给出了模型稳定性证明和适用条件.通过数值仿真，测试了锥套阻力、平衡位置、软管收放等稳态特性，分析了加油机滚转运动、尾涡流场对软管锥套的动态影响以及软管甩鞭现象的产生机理.数值仿真结果验证了所建模型的有效性.

基于复合材料的高余压座舱设计

高海朋, 刘猛, 王浚

2014, 40(1): 99-103.

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摘要:
面对我国军机座舱余压偏低现象，设计高余压座舱实现高工效、舒适座舱环境.为解决座舱质量和环境工效之间的矛盾，选用复合材料代替目前铝合金材料，应用First-Order Radio优化算法实现优化.目前座舱余压40 kPa，为提高工效，余压提高到55 kPa，余压值增加37.5%，座舱质量反减轻26.1%，使得矛盾得到协调.基于描述材料特性的本构关系，建立分析材料性能参数对结构影响的有限元模型，并将灵敏度分析Morris算法引入模型参数分析中，结果表明，影响结构的主要参数是蒙皮及环向加强筋的弹性模量和泊松比.基于分析结果对材料设计提出了一些建议.所得结论可为高余压座舱设计提供参考.

高精度紧缩场的机械精度检测与电性能验证

栾京东, 李晓星, 周国锋, 王魁奎

2014, 40(1): 104-109.

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摘要:
根据天线型面精度的确定依据，建立了以半光程差为最小量的型面精度计算模型，据此编写了天线面板测调程序，对高精度紧缩场的型面精度进行了检测，并采用自由拟合的方法对馈源进行了定位，通过机械精度检测，该紧缩场反射面型面静区精度达到 26 μm，机械精度达到理论和设计要求.最终的电气测试结果表明该紧缩场在26~110 GHz时具有优良的电气性能，验证了天线机械精度检测结果的正确性.该方法使机械装调效率显著提高，具有重要的工程应用价值.

HLA/RTI下周期与非周期任务调度的实时性改进

刘述田, 戴树岭, 张亚琳

2014, 40(1): 110-114.

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摘要:
为了把高层体系结构的标准应用到实时系统中，必须确保运行时支撑环境的实时性.联邦成员间相关的任务之间有优先顺序约束关系，在联邦成员内调度运行时较难提供可预测的响应，因而难以保证所有任务尤其是非周期任务的实时性.以任务调度理论的角度在联邦成员内部综合调度周期与非周期任务运行的D-EDF（Double-Earliest Deadline First）策略，既能舍弃部分冗余数据使周期性任务在截止时间前高效完成，又能调度非周期性任务规则的运行提高实时响应速度，使得联邦成员可以高效地处理有优先顺序约束关系的任务，进而改进了运行时支撑环境的实时性.最后证明了D-EDF调度策略的可行性.

基于图论的潜通路分块分析方法

梁因, 马齐爽, 徐萍

2014, 40(1): 115-119.

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摘要:
潜通路分析是一种重要的电路可靠性分析方法.随着电路系统规模的扩大，整体进行潜通路分析不仅使分析时间增加，而且分析过程会占据很大的存储空间.对大型复杂电路网络进行潜通路分析时，运用基于Laplace矩阵的谱平分算法对电路系统分块处理，将其划分成规模较小的若干子网络模块.根据子网络模块内部元件的组合状态，用深度优先搜索判断通路，将每个子网络模块等效成一个多端的特殊器件.对各个子网络模块分别进行潜通路分析，对等效后简化的电路系统整体分析，以达到对整个电路系统潜通路分析的目的.潜通路分块分析的方法简化了电路网络分析模型，有利于潜通路分析自动化智能化水平的提高.

多导弹分布式协同制导与控制方法

孙雪娇, 周锐, 吴江, 陈哨东

2014, 40(1): 120-124.

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摘要:
针对多枚导弹三维空间协同攻击机动目标要求，提出了一种多导弹分布式协同制导与控制方法.基于网络同步原理设计了一种多导弹三维位置同步算法，将目标视作领弹，与攻击导弹组成“领弹-从弹”的拓扑结构，实现了导弹对目标的协同攻击引导.同步算法给出了惯性坐标系导弹3个方向速度的指令，基于坐标变换将其转化为自动驾驶仪可以跟踪的速度及弹道倾角指令.基于切换控制方法设计了导弹自动驾驶仪，实现了多导弹协同制导与控制的闭环仿真.仿真结果验证了该方法的有效性.

非线性回归支持向量机的SMO算法改进

赵长春, 姜晓爱, 金英汉

2014, 40(1): 125-130.

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摘要:
为了解决非线性数据和非线性函数的回归问题，采用了支持向量机序列最小优化算法.原始序列最小优化（SMO，Sequential Minimal Optimization）算法存在训练速度慢和训练结果不稳定的缺点，为了能加快SMO算法的训练速度和提高训练结果稳定性，通过改进优化乘子更新方法、采用双阈值法、预存核函数、增加停机准则等方法对SMO算法做了改进.仿真实验表明，改进的算法能很好地对非线性数据和非线性函数进行回归，具有比原始SMO算法更快的训练速度和稳定的训练结果.

BCM的多阶段译码算法

任杰, 苗俊刚, 张会生, 陈正康

2014, 40(1): 131-134.

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摘要:
针对在某些通信系统中对译码速度较高的需求，基于分组编码调制（BCM，Block Coding Modulation）的多级结构，给出了一种多级BCM的多阶段译码算法：从BCM中第一级分量码开始，根据BCM的级数逐阶段进行译码，针对每级分量码，采用软判决最大似然译码，直到最后一级分量码，从而降低了译码复杂度.仿真结果表明，与传统Viterbi译码算法相比，提出的多阶段译码算法的误码性能与其相当，信噪比较小时甚至更好，但译码复杂度远低于传统Viterbi译码方法.

钛合金TB6铣削加工硬化实验

周子同, 陈志同, 蒋理科, 李秀琴

2014, 40(1): 135-140.

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摘要:
研究了使用涂层硬质合金刀具对钛合金TB6进行端铣加工时，铣削参数以及刀具后刀面磨损量对加工硬化（表面硬化率、硬化层深度以及硬化层硬度分布）的影响，以弄清TB6铣削硬化现象及机理.结果表明，在实验参数范围内，刀具无磨损的情况下，硬化率基本保持在107%~112%范围内，硬化层深度范围为18~36 μm；铣削速度增加时，加工硬化程度会有较为明显的降低现象，而进给量与切深对加工硬化的影响并不明显；刀具磨损对加工硬化的影响较为显著，后刀面磨损量低于0.2 mm时，硬化层深度随着磨损增加从30 μm增加至55 μm，而后刀面磨损量为0.35 mm时，硬化层深度达到了130 μm.刀具磨损后在加工表面下较...