北京航空航天大学学报

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胡大勇, 杨嘉陵, 王赞平, 魏教育, 童亚斌

2008, 34(12): 1369-1374.

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摘要:
近海/跨海使用的飞机必须考核水上迫降性能,而目前飞机抗坠毁标准、设计方法和分析方法通常只考虑硬着陆情况,很少考虑水面迫降情况,这是由于水上迫降涉及多场耦合,问题十分复杂.为了简化问题,采用了解耦的方法,将仿真与试验相结合,利用MSC.PATRAN/DYTRAN软件平台,建立全机有限元模型,包括全尺寸机身、机翼和尾翼结构,并导入具体参数,对13种工况条件进行了动力学数值仿真计算.预测了飞机撞击水面过程中结构的瞬态应力分布,对飞机机身下部蒙皮进行了强度分析,表明飞机在着水过程中蒙皮不会发生损坏.

一种实现大角度打击的制导律设计

包一鸣, 姜智超, 彭琛, 吴森堂

2008, 34(12): 1375-1378.

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摘要:
针对导弹带落角约束条件的作战要求,基于Lyapunov稳定性原理设计了一种既能准确命中目标又能保证大落角的制导律.该制导律将末端角度约束转化为弹目视线角约束,其表达式包含两部分,分别是基于弹目视线角速度的反馈,及弹目视线角与期望视线角之差的反馈.通过合理地调节二者的比例关系,即可保证该制导律在可用过载范围内以期望的大落角击中目标.此制导律形式简单,便于工程实现.此外,充分考虑了导弹的机动性能和导引头特性,给出了末制导律引入时的最佳初始条件.通过某型导弹的弹道仿真,验证了该制导律的有效性.

试验设计在软件可靠性测试中的应用

付剑平, 陆民燕, 阮镰, 黄百乔

2008, 34(12): 1379-1383.

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摘要:
为了有效利用资源、优化测试数据,在软件可靠性测试中引入试验设计:在操作剖面开发过程中应用正交试验设计,选择典型操作;在测试数据生成过程中使用组合设计,结合发生概率得到优化测试数据集.完整的软件可靠性测试过程包括确定系统模式剖面,然后根据正交试验设计确定操作剖面,根据组合设计确定运行分类,最后生成可靠性测试数据执行测试.在此基础上开发了测试数据自动生成工具,进行了实例应用.结果表明该方法不仅能为软件生成可靠性测试数据,还能发现更多的软件缺陷.

海天混杂闪烁背景下运动点目标检测新方法

朱风云, 秦世引

2008, 34(12): 1384-1387.

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摘要:
针对海天混杂闪烁背景及单像素运动点目标的特征,设计了海天相连区域快速定位及基于模式分类的环域全向差分扩展中-均值滤波的预处理算法,二次进行全向差分均值滤波后,利用基于直方图的自适应阈值分割得到初步侯选目标点.形态学滤波保留有效的单像素侯选点,最后进行帧间侯选目标点之间的相关性分析和目标短时丢失的直接再搜索.仿真实验采用两个实拍场景中加入单像素仿真目标生成的220帧图像,结果为:信噪比≥0.5时单帧检测率为91%,3帧以上的连续检测中检测率达到95%;对照组22帧不含仿真点目标,3帧以上的连续检测虚警数为0.

碟形飞行器纵向飞行品质

王林林, 高歌

2008, 34(12): 1388-1391.

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摘要:
碟形飞行器是一种新颖的,采用翼身融合布局的飞行器.应用经典飞行动力学理论的线性化小扰动方法对碟形飞行器在低速条件下的纵向稳定特性进行了仿真计算,采用时域分析的方法对其纵向模态进行了分析,得到了碟形飞行器的纵向飞行品质状况,并进行了试飞验证.同时将碟形飞行器同常规布局飞机和飞翼飞机的特性做了简要的对比,分析了碟形飞行器同二者的异同之处和产生的原因.研究结果表明,碟形飞行器纵向模态稳定,具有良好的纵向飞行品质和综合性能.

基于一种匹配函数的ATS资源自动配置方法

付新华, 肖明清

2008, 34(12): 1392-1397.

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摘要:
提出采用匹配函数描述测试点与仪器端口的匹配程度,用来指导自动测试系统仪器选型和资源配置.匹配函数采用面向信号的方法构建,综合了测点信号属性与仪器性能参数、仪器可靠性、仪器成本、仪器操作复杂度等因素,使得仪器选型和资源配置策略的制定更符合工程需要.给出了资源配置策略和算法,并对资源配置进行了并行测试优化.通过给出一个典型实例,证明该方法能有效降低测试成本,增强系统可靠性,提高测试效率和吞吐量,并为自动测试系统硬件设计的自动化奠定了基础.

求解等温相变问题的解耦法

吴斌, 邢玉明

2008, 34(12): 1398-1401.

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摘要:
基于焓法模型导出了一种求解等温相变问题的简单计算模型.计算模型将温度场与液相分数场进行解耦,即可分别求解出相变控制体和非相变控制体的温度;以长方体容器为例,用计算模型进行计算并将计算结果与实验数据及焓法计算结果进行对比验证,结果吻合的很好;利用计算模型,对长方体容器和圆柱体容器内相变材料熔化时间进行数值计算比较.结果表明,在容器体积和特征尺寸相同的条件下,长方体容器内相变材料的熔化时间几乎只有圆柱体容器的一半.

低电压(10V)下镁合金表面电化学氧化膜层

朱立群, 王喜眉, 张玲玲

2008, 34(12): 1402-1406.

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摘要:
基于高电压下氧化成膜有可能对镁合金基材机械性能造成损伤.研究了在以硅酸钠为主要成分的电解液中,施加10~110V交流电压对AZ91D镁合金表面进行电化学氧化的成膜过程.探讨了氧化电压、氧化时间等对膜层性能的影响规律,并且对所获得氧化膜层进行了微观分析.结果表明:在10V电压下氧化就能获得与70~110V电压下耐腐蚀性相当的氧化膜层;而且在10V交流电压下获得的氧化膜层形成过程为颗粒状形式—连接成块状—完整的膜层—交错叠式生长等4个阶段.

基于模糊逻辑的再入RCS控制方法

黎科峰, 宋剑爽, 任章, 张庆振

2008, 34(12): 1407-1410.

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摘要:
针对 RLV (Reusable Launch Vehicle)的再入控制提出了一种基于模糊逻辑的RCS(Reaction Control System).详细分析了RCS控制特性,建立了基于效率系数以及继电特性的RCS模型,提出了一种基于Mamdani模型的模糊逻辑三通道RCS控制器,该控制器利用专家控制经验,根据姿态角及角速率的偏差,产生不同的RCS控制指令输出给三通道对飞行器进行姿态控制.通过六自由度非线性仿真,验证了该控制系统与PID(Proportional-Integral-Differential)控制器相比具有更好的跟踪性能,且RCS的控制输出效率也更高.

改进的帧内帧间模式选择快速算法

朱蕾琦, 张其善, 杨东凯, 胡薇薇

2008, 34(12): 1411-1414.

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摘要:
为提高I帧和P帧的编码效率,H.264视频编码标准采用多模式帧内预测和多子块模式帧间预测,并选择率失真最优的模式进行编码,导致编码复杂度很高.为此,提出一种基于小波变换的帧内模式快速选择结合帧间预测下帧内模式预判断的算法.利用小波变换后的低频子图做帧内模式选择,由此预判断宏块中每个4×4子块可能的预测模式,使原来9次的代价函数计算减少到平均3.75次;使用去均值的差值平方和,预判断宏块是否选择帧间预测下的帧内编码模式,减少P帧编码时间.实验表明,改进算法在峰值信噪比降低不超过0.0644dB的情况下,编码速度平均提高19%左右.

军用飞机再次出动准备时间计算方法

韦艺, 康锐, 程海龙

2008, 34(12): 1415-1418.

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摘要:
再次出动准备时间TAT(Turnaround Time)是衡量军用飞机作战能力的主要参数,针对如何分析计算军用飞机再次出动准备时间这一问题,从军用飞机任务类型、设计特性和使用保障资源三个方面详细分析飞机再次出动准备时间的影响因素,给出了单架飞机再次出动准备时间计算方法.在计算TAT时,综合了飞机的任务类型比,构建了任务类型矩阵和再次出动准备时间矩阵.用矩阵描述再次出动准备时间工作项目之间的逻辑关系,对矩阵节点进行等级划分和拓扑排序.通过计算结果确定关键工作项目,找出影响再次出动准备时间的关键因素,为装备设计改进和使用保障资源规划提供辅助决策.

电镀法制备超疏水性铜表面

乔贞美, 席文君, 朱春雷, 贾傲

2008, 34(12): 1419-1422.

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摘要:
在对天然荷叶表面观察的基础上,通过改变电流密度控制电镀层表面的形貌,制备出了仿荷叶结构的铜表面.随着电镀电流密度的逐渐增大,接触角先增大后减小,当电流密度为0.08 A/cm²时,镀层的表面结构与荷叶表面最接近,其疏水效果最好,接触角最大,达到了153.5°,滚动角为7.9°(小于10°).这种表面未经任何修饰就产生了超疏水性.这是处于Cassie模型的一种亚稳定状态,只要表面形貌特征满足一定条件,就可使水滴在亲水基体上处于Cassie模型的亚稳态,从而有可能产生疏水性甚至超疏水性.对亲水材料的疏水机理进行了探讨,这些结果对亲水基体上超疏水性表面的制备和现有疏水理论的理解具有一定的意义.

基于BP神经网络的纳卫星轨道温度预测

张旭东, 李运泽

2008, 34(12): 1423-1427.

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摘要:
为了实现纳卫星在轨温度的预测,在对纳卫星热系统动态特性模型分析的基础上,建立BP神经网络预测模型实现纳卫星在轨温度的预测.通过分析纳卫星热系统动态特性模型,得到用于BP神经网络预测模型的输入、输出变量以及训练神经网络所需的数据样本.BP神经网络预测模型分别以纳卫星外壳、辐射器、舱内仪器的热流及温度值为神经网络输入、输出,预测纳卫星10s后的轨道温度.经验证,神经网络预测模型预测结果与纳卫星实际轨道温度吻合较好,表明神经网络预测模型是快捷有效的.

疲劳裂纹扩展的不确定理论

王军, 邱志平

2008, 34(12): 1428-1432.

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在原有处理不确定问题的两种非概率方法的基础上,提出二阶区间分析方法和二阶凸模型方法,将不确定参数用区间或者凸集来描述;再利用Taylor级数展开法对含有不确定参数的裂纹扩展速率及寿命进行估计.同时给出传统的概率方法和两种不确定性方法的相互包含关系,对算例结果进行验证.通过对00Cr17Ni14Mo2材料裂纹扩展速率及寿命的计算,将区间分析方法、凸模型理论和传统的概率方法进行比较.结果表明,该理论在处理不确定问题时是有效的,且具有对统计信息依赖小,计算方法简便、实用和精度高的特点.

基于不完全语言信息的航天研制项目风险决策

杨亚琴, 周荣喜, 邱菀华

2008, 34(12): 1433-1436.

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摘要:
针对航天研制项目风险管理的复杂性,提出了一种基于现代多属性语言决策方法的航天研制项目风险评价模型.给出了不完全语言信息下基于不确定扩展有序加权平均算子的决策方法.将项目风险标度进行了拓展,一方面使得风险度量更加准确;另一方面能够很好地与决策模型中的语言信息合理匹配.以航天研制项目风险决策为例说明了该方法的实用性和有效性,为项目风险评价提供了一种新思路.

基于混合Gramian的柔性航天器保结构平衡降阶

孟占峰, 韩潮

2008, 34(12): 1437-1440.

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对于柔性航天器动力学方程的降阶问题,传统的内平衡降阶方法破坏了原方程的动力学结构.为了解决这一问题,提出了一种牺牲严格内平衡状态,而保留原系统动力学特性的近似内平衡降阶方法.该方法利用混合Gramian描述系统的模态价值,针对柔性航天器动力学方程的特殊形式,给出了混合Gramian的闭合解析解.该方法得到的降阶模型可以保留原系统包括二阶结构,对称和正定性在内的所有动力学特性.数值算例表明该方法不但可以达到与传统一阶内平衡方法相当的降阶精度,而且降阶速度有大幅度提升.

规则图像特征的标准互相关相似函数

孙明磊, 张融, 朱小峰, 宗光华

2008, 34(12): 1441-1444.

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利用标准互相关算子对机器视觉领域常用的十字图像特征进行匹配运算,发现相似函数在峰值区域的分布特征为4个互相对称的双曲面.受此启发,对规则几何图像特征(如矩型、圆型等)的标准互相关相似函数展开了研究.以图像特征概率分布的形式给出了NCCO算子在二值图像匹配下的相似函数计算式.推导并证明了矩型、圆型等典型图像特征相似函数在峰值点区域具有确定的数学模型.基于上述数学模型,在微装配显微视觉系统上进行了实验验证,对模板优化、图像特征的尺寸等优化方法进行了探讨.上述结论对图像定位、图像标定、图像跟踪等技术研究具有实用价值.

项目工程风险评估云判别模型设计

刘小龙, 邱菀华

2008, 34(12): 1445-1447.

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摘要:
针对工程项目的特点和项目风险定量评估任务,提出了基于云判别模型的风险评估方法.云理论是一种用于处理不确定性和含糊性知识的数学工具,可实现概念与数据之间的相互转换.在云理论的基础上,建立了综合能力模型以及风险评估云模型,提出了基于云理论项目工程风险评估的方法,解决了风险评估中定性语言到定量的转化问题.该方法通过分析项目生命周期中的具体风险与风险因素之间的因果关系,建立项目工程风险评价模型,拓展了在国内经济转轨时期项目工程风险模型的研究思路,并结合应用实例评价该方法对建立工程内部风险评价体系的应用价值.

基于奇异值分解的遥感图像融合性能评价

朱卫纲, 周荫清, 徐华平, 李春升

2008, 34(12): 1448-1451.

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摘要:

研究遥感图像融合性能的客观评价问题,分析当前遥感图像融合效果评估方法特点的基础上,提出一种新的遥感图像融合效果评估方法——基于奇异值分解(SVD, Singular Value Decomposition)的方法.利用源图像与融合结果图像的奇异值差异,测量它们之间能量信息失真情况,从而进行融合算法的评估.仿真实验从两方面入手,当融合源图像中含有SAR(Synthetic Aperlure Radar)图像时,对比Piella和Xydeas评估方法较为有效;另一方面,对多类型传感器、不同方法的像素级融合结果进行评估,与主观评价结果对比具有较高的一致性.这种客观评估方法能够较好地反映多类遥感图像融...

低压CMOS折叠共源共栅混频器的设计

宋丹, 张晓林, 夏温博

2008, 34(12): 1452-1455.

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摘要:
基于SMIC 0.18μmCMOS工艺,采用一种折叠共源共栅结构,设计实现了一种低压CMOS折叠共源共栅混频器,解决了传统Gilbert混频器中跨导级与开关级堆叠带来的高电源电压问题,以及在跨导级的高跨导、高线性与开关级的低噪声间进行折衷设计的难题.该混频器核心电路尺寸为165μm×75μm,当射频信号、本振信号和中频信号分别为1575.42MHz、1570MHz和5.42MHz时,仿真表明:该混频器转换增益( G_C )为15dB,双边带噪声系数为12.5dB,输入三阶截断点为-0.4dBm,在1.2V的电源电压条件下,功耗为3.8mW,可用于航空航天领域的电子...

背负式S形进气道流场控制技术

李大伟, 马东立

2008, 34(12): 1456-1459.

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摘要:
通过在已有的S形进气道入口第一弯底部布置一系列类机翼的导流叶片,来改善出口流场分布,抑制旋流,减小出口畸变指数.分析了导流叶片的高度、弦长、攻角和安装位置(轴向位置和横向位置)这几个参数对S形进气道内流的影响,并利用计算流体力学(CFD)方法针对导流叶片的组数展开研究,得到最优结果.结果表明,采用优化后的导流叶片,可以有效抑制内流分离,降低S形进气道出口畸变指数,改善流场品质. 这些分析结果对于涡流发生器的设计有一定的指导意义.

涡街流量计信号处理方法与实现

张欲晓, 郑德智, 樊尚春

2008, 34(12): 1460-1463.

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摘要:
设计一种基于变增益运算放大器和带通开关电容滤波器的新型涡街流量计信号处理电路.单片机利用模拟数字转换电路(A/D)实时检测涡街流量计传感器输出信号的幅度和频率,同时利用数字模拟转换电路(D/A)对变增益运放进行控制,为后续的信号检测电路提供幅度相对稳定的有效信号.带通开关电容滤波器在单片机的控制下实时跟踪变增益运放输出的信号频率,保证带通滤波器的中心频率接近信号频率,以达到良好的滤波效果.滤波后信号通过单片机进行频率信息的精确计算以及流量的解算.实验结果表明,变增益运算放大电路有效解决了涡街流量计传感器输出信号幅度变化范围大而造成的放大电路复杂,分段放大信号幅度不连续等问题;带通滤波器通过单片...

反作用轮密封罩结构抗屈曲设计计算及试验

赵丽滨, 龙丽平, 张建宇, 韩邦成

2008, 34(12): 1464-1468.

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摘要:
反作用轮密封罩结构对保证反作用轮正常工作具有重要的作用,其稳定性直接影响反作用轮性能的稳定性.针对某反作用轮密封罩结构,基于通用有限元分析软件ANSYS,利用特征值屈曲分析和非线性屈曲分析两种方法,通过对影响反作用轮密封罩结构稳定性能的关键因素的定量研究,指出壳面形态是影响密封罩稳定性能的关键因素,提出了该类密封罩结构的设计应采用小凸大凹弧的设计方案,说明了两种屈曲分析方法对该类问题的适用范围.反作用轮密封罩的地面模拟试验结果说明了采用非线性屈曲分析方法预测临界屈曲载荷在工程上是可行的.结果为反作用飞轮密封罩结构以及同类产品的设计提供参考.

N₂ O单组元微推力器性能分析及试验

孙威, 方杰, 蔡国飙, 丛昱

2008, 34(12): 1469-1472.

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摘要:
N₂O单组元微推进是当前微推进领域的一个热点问题.在N₂O催化分解热力计算的基础上开展了对N₂O单组元微推力器比冲性能影响因素的分析,分析结果表明微推力器比冲与N₂O分解效率及喷管扩张比有密切关系.所开展的亚牛级N₂O单元微推力器催化分解试验结果表明所设计N₂O单元推力器能在250℃初温条件下启动,初步验证了N₂O单元微推力器的可行性;也揭示了推力室结构及床载大小对亚牛级N₂O单元微推力器性能的影响,为进一步的结构及试验设计提供了参考.

海量数据三角网格生成算法

李旭, 高峰

2008, 34(12): 1473-1476.

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摘要:
对海量数据散乱密集难以自动得到邻近点间正确拓扑连接关系的问题,给出了一种用于海量数据的基于增量网格扩展的三角剖分方法.该方法以k阶最近邻域算法快速搜寻边界点的最近邻域,以增量算法的边界环为基础向外生成三角形,实现点云数据点之间合理的三角剖分网格建立.对最佳点的选择提出了3种需遵循的新准则,并根据最佳点的位置不同,详细给出了3种网格拓扑操作来构建新三角网格,可以准确的进行三角剖分.车身曲面测量点云的应用实例表明,该算法可以高效,稳定地直接构建出车身曲面三角网格.