北京航空航天大学学报

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邱义芬, 李艳杰, 任兆生

2009, 35(9): 1035-1038.

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摘要:
为了研究某型抗荷服在不同环境条件下的热防护性能,在分析抗荷服传热传质特点的基础上对该服装的不同节段分别建立不同的服装传热模型,再将人体热调节模型和服装模型结合起来模拟不同环境条件下人体着装的动态仿真,得到人体各节段皮肤温度、人体平均温度、核心温度以及出汗量等,计算出飞行员综合热应激指数,并进行实验验证.最后利用所建模型分析服装热阻及透湿指数对人体热负荷的影响.

含气相细节化学反应的二硝酰胺铵燃烧模型

段毅, 刘宇

2009, 35(9): 1039-1042.

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摘要:
为了研究二硝酰胺铵ADN(Ammonium DiNitramide)燃烧中的细节物理化学过程,建立了一个包含细节气相化学反应的ADN燃烧数学计算模型.该模型基于总连续方程,组元连续方程及能量守恒方程而建立,并运用了有限速率化学动力学原理,最后引入多组元系统状态方程以封闭方程组.此外,该燃烧模型还成功应用了包含34种组元和165个细节气相化学反应的化学动力学方案.使用该模型对0.3MPa下ADN燃烧气相组元摩尔分数与火焰温度分布进行预测,计算结果与试验数据相当吻合,说明该燃烧能够准确描述ADN气相燃烧波结构.

一种目标识别中基于关键点的仿射不变矩

吴高洁, 李超, 熊璋

2009, 35(9): 1043-1047.

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针对常用仿射不变矩对轮廓边缘信息敏感的特点,提出了一种基于关键点的局部仿射不变矩,以分割出来的物体灰度图像为基础,首先计算出物体的质心,然后以质心为扩展点向周围引伸出多条射线,寻找每条射线方向上的最近灰度极值点,将所有灰度极值点当作关键点集合,并按照文中提出的计算仿射不变矩的方法提取出多阶不变矩,将其当作神经网络的输入向量,放入已经训练好的神经网络来达到识别物体的目的,将此方法应用在了飞机图像的识别上,实验结果证明此方法在物体轮廓分割不完整和有噪点污染的情况下能保持很好的稳健性,简单有效并具有较广的应用范围.

软件定义的GNSS反射信号接收机设计

杨东凯, 丁文锐, 张其善

2009, 35(9): 1048-1051.

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摘要:
分析了导航卫星反射信号的特点,给出了反射信号软件接收机的总体结构及其主要模块,主要包括接收直射和反射信号的天线、射频前端和高速A/D变换器,以及数据处理用的计算机.重点介绍了反射信号处理的基本过程,其中主要讨论了本地反射信号C/A码的生成模式,在此基础上分析了反射信号相关功率的计算方法,并给出了具体的仿真计算实例.设计了反射信号处理的具体实现软件,包括详细的流程图,关键参数和主要函数的定义及用户界面,利用实际采集的数据进行了验证,结果表明所设计的反射信号接收机运行稳定,能根据用户输入的不同参数提供导航卫星反射信号的相关功率输出.

PH曲线拟合在数控前瞻中的应用

王琦魁, 李伟, 陈友东, 王田苗

2009, 35(9): 1052-1056.

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为解决数控系统进行微小直线段平稳加工的问题,提出了一种拟合方法.综合了误差限制下的微小直线段长度、拐角、直线段相交点单调性等判定条件,将连续的微小直线段分割成若干区域.使用非线性最小二乘法将每一个区域内的点拟合成PH曲线,并通过模拟退火方法调整切矢量来控制拟合误差.根据区域的连接情况,将切矢量分为单向和双向两种调节方法.在模拟退火算法中,将微小直线段的斜率作为切矢量的初始值,利用细分直线的方法逐点计算弓高误差,并将此误差作为目标函数来快速进行切矢量的调整.结果表明,对微小直线段进行区域划分可以提高拟合效率.在控制弓高误差的情况下,此方法可以形成具有良好精度的光滑曲线,可以获得平稳的速度轨迹.

适用于连续数值标签的兴趣漂移增量学习方法

张品, 蒲菊华, 刘永利, 熊璋

2009, 35(9): 1057-1061.

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针对现有兴趣漂移增量学习方法大多针对包含二值数据标签的用户反馈进行学习的不足,提出了一种适用于连续数值标签反馈的兴趣漂移增量学习方法,以或然概念集的形式描述用户兴趣,将用户反馈中包含的数据标签视为用户对该实例的喜好概率,并采用基于指数近度加权平均的方法对兴趣模型进行增量学习.在不同学习任务下的实验结果表明,该方法能够在反馈数据标签为连续数值的条件下达到比现有方法更好的学习效果.

电液复合调节作动器的精确线性化建模与控制

郎燕, 李运华

2009, 35(9): 1062-1066.

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针对经典泵控电液作动器固有频率低的问题,对原系统增加了一个新设计的总压力控制阀,它可保证作动筒两个工作腔的压力之和始终为一常数并使两腔压力可控,从而使泵控系统达到和阀控系统相当的固有频率.这种改进型作动器称为EHCA(Electro-Hydraulic Compound regulating integrated Actuator).针对存在的相乘非线性控制问题,通过分析EHCA和总压力控制阀的工作原理,设计了基于精确线性化方法的滑模控制器,并分析了电机转速和变量泵排量在不同工况下的控制量大小配合问题.分析和仿真证明,该设计思想是有效实现高效率、节能和快响应的电液组合作动器方案.

基于双难题的环 Z_n 上圆锥曲线的数字签名

林松, 李舟军, 王标

2009, 35(9): 1067-1071.

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通过对一个剩余类环 Z_n上圆锥曲线C_n(a,b) 数字签名方案(Xiao06方案)的安全性分析,发现该方案的公开参数选取和算法设计存在问题,导致利用韦达定理可以分解模数 n ,说明Xiao06方案的安全性不是基于整数分解难题的.针对此缺陷,采取保密部分参数和修改验证算法的方法,提出了一个改进的环 Z_n 上圆锥曲线的数字签名方案,并且给出了改进方案的数值模拟.分析表明,改进的方案是一个同时基于离散对数和整数分解双难题的环 Z_n 上圆锥曲线的数字签名方案,不仅保留了原Xiao06方案的优点(明文嵌入方便,求逆元速度快,元素阶的计算及曲线上点的运算容易),还具有很强的抗破解能力.

利用GNSS反射信号载波测量湖面高度变化

姚彦鑫, 杨东凯, 张其善

2009, 35(9): 1072-1075.

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摘要:
给出一种利用导航卫星反射信号的载波相位测量光滑湖面高度变化的方法.首先建立载波相位观测方程,通过在直射与反射信号的观测量之间求单差,再在历元间求双差的方法,消除了大量误差并得到了直射与反射信号的几何路径差;然后根据各颗卫星的观测值和高度角等信息计算出湖面高度变化,并把各卫星得到的湖面高度度变化值进行加权平均以提高测量系统的精度和可靠性.仿真验证了方法在-15dB信噪比下达到了毫米级的测量精度.

利用重要性贡献矩阵确定通信网中最重要节点

赵毅寰, 王祖林, 郑晶, 郭旭静

2009, 35(9): 1076-1079.

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针对已有的节点重要性评价方法,基于节点的移除可能导致网络拓扑结构变化的不足,提出了一种利用节点间关联特性的通信网络节点重要性评价方法.该方法定义的节点重要性贡献矩阵(NICM,Node Importance Contribution Matrix)考虑了网络中不同节点间的联接关系对节点重要性的影响,每个节点对其相邻节点重要程度的贡献与该节点的度有关,节点的初始重要性设为该节点的介数.利用该算法对典型网络的节点重要性进行了分析,并且与移除节点的方法进行了对比.实验结果表明,所提出的算法无须考虑网络拓扑结构的变化,结果精确并能正确评价节点对网络资源的控制能力.

新的传感器网络对偶密钥预分配方案

丁晓宇, 刘建伟, 邵定蓉

2009, 35(9): 1080-1082.

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提出了一种新的基于超立方体和多项式的对偶密钥预分配方案,此方案以超立方体的维度和传感器节点编码的汉明距离为参数.方案具有如下特性:当任意两个邻居传感器节点间的汉明距离小于预先设定的门限值时,可以直接建立对偶密钥.该方案的创新在于将传感器节点间的汉明距离参数化,解决了以往方案只能在汉明距离为1时才能直接建立对偶密钥的限制,经过安全和性能的分析说明,当汉明距离门限值增大时,方案通过牺牲抗节点俘获能力可以提高直接对偶密钥建立概率,从而节省了对于传感器网络来说十分重要的能量消耗.

智能监控场景中运动目标轨迹聚类算法

郝久月, 李超, 高磊, 熊璋

2009, 35(9): 1083-1086.

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轨迹分析是视频监控场景理解的基础,但由于遮挡等原因,跟踪过程会出现不完整的噪声轨迹,导致分析结果不准确.针对此类问题利用改进的轨迹相似度度量和聚类方法进行场景区域分割.首先,对轨迹进行编码,提出利用轨迹的空间特征和速度方向特征改进相似性度量方法计算轨迹间距离;其次,采用改进的层次聚类算法,以该类最长轨迹作为运动物体行为模式代表,将在空间上接近且具有相似速度特征的轨迹划分为同一场景区域,得到符合实际情况的聚类结果.本算法无需对轨迹进行复杂的预处理或过滤,并且加入速度方向特征使区域划分更加合理.最后,在真实场景下,验证了该聚类算法的有效性和普遍适用性.

一类非线性网络化系统的基于观测器的控制

朱桂芝

2009, 35(9): 1088-1090.

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在传感器和控制器之间存在数据包丢失的情况下,被控对象的状态不完全能直接测得时,研究了一类被控对象为带有非线性摄动的网络化控制系统.把网络看成开关,网络正常通信时对应的子系统和网络丢包时对应的子系统之间相互切换形成一个切换系统,进而将这类系统建模为一类切换系统模型.基于驻留时间的思想,通过Lyapunov稳定性理论,建立了基于观测器的状态反馈控制器的网络化系统指数稳定性的充分条件,利用线性矩阵不等式(LMI,Linear Matrix Inequality)的可行解给出了观测器和控制器的参数化方法.数值例子验证了所得结果的有效性.

基于光谱信息散度的光谱解混算法

徐州, 赵慧洁

2009, 35(9): 1091-1094.

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光谱解混是高光谱遥感定量化的关键,提出了一种基于光谱信息散度和光谱混合分析的光谱解混改进算法(SID-SMA,Spectral Information Divergence-Spectral Mixed Analysis).以光谱信息散度判定最优端元子集,端元选择时采用端元的初选和二次选择来提高端元选择的精度,得到较小的丰度估计误差.通过光谱库模拟数据的结果可以看出,SID-SMA的端元选择精度和丰度估计精度要优于其他算法,当信噪比为100∶ 1时,算法端元选择正确率达到了99.8%,29个端元的丰度估计总误差小于0.1,并且算法的速度较快.

一种单喷嘴推力室燃烧内流场的方法

汪小卫, 金平, 蔡国飙

2009, 35(9): 1095-1099.

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摘要:
为了方便开展单喷嘴气气喷注器燃烧试验研究,设计了一种燃烧室壁面测温,并结合推力室燃烧流场的非稳态数值模拟的方法,以考察燃烧室内流场的发展和燃烧完成情况.应用试验数据对不同的湍流模型和燃烧模型进行了对比研究,得到与试验结果较为吻合的计算模型.并应用该方法开展了同轴剪切式喷注器氢/氧喷注动量比、燃烧室压力变化的试验研究.试验结果表明喷注器掺混燃烧效果随氢/氧喷注动量比增加而增强,而不随燃烧室压力的变化而变化.

扰动测量环境中基于图像序列的模态参数识别

李晶, 程伟

2009, 35(9): 1100-1103.

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针对结构模态参数识别,提出了一种基于二维连续图像序列的识别方法.该方法以CCD相机采集的图像序列为基础,在待识别结构上选取一定数量的特征点,运用因子分解法将结构运动参数和外形信息分离开,得到各特征点的运动轨迹,通过实施特征系统实现算法(ERA,Eigen-system Realization Algorithm)识别出结构的模态参数.特别是当测量仪器,即CCD相机受到扰动时,能够从图像序列中分离扰动,得到结构自身的运动参数,保证较好的识别效果.以相机受扰动时,悬臂梁模型为例进行了仿真分析.将识别出的悬臂梁前5阶频率与ANSYS计算结果进行对比,结果吻合很好,对于工程中利用光学图像识别结构动态特性具有较高的参考价值.

可靠性增长的单调约束模型

刘智洋, 刘鲁, 黄敏

2009, 35(9): 1104-1107.

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大型复杂产品研制过程中每一阶段的试验数据通常具有小样本特征.对此在产品可靠性评估中,提出使用约束条件,即"下一阶段可靠度真值总是大于前一阶段",综合利用产品多阶段试验数据的方法.产品研制过程中可靠性通常是增长的,因此这种方法具有广泛的适用性.在上述约束条件下,可靠度被看作一个随机变量.首先推导出了可靠度在此条件下的分布函数表达式,然后给出了一种近似计算方法,最后通过一个实例与仅使用单阶段试验数据的评估结果作了对比.由于该方法的约束条件简单且可以求得可靠度的分布函数,因此其工程适应性强于传统的AMSAA(Army Materiel System Analysis Activity)模型,并能获得Duane模型无法给出的可靠度区间估计.

歼击机座舱空气流动和传热模拟实验

沈海峰, 袁修干

2009, 35(9): 1108-1112.

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对某型歼击机座舱的空气流动和传热进行了全尺寸地面模拟实验.模拟了气动热载荷和人体热载荷,并使用ATM2400型36通道多点气流和温度测量系统测量了5个测试面的速度场以及其中两个测试面和邻近服装表面的温度场.观察了供气流量和集中喷嘴开关对舱内空气流动状态和温度分布的影响,评价了该座舱的舒适性.结果表明:舱内速度场并非相对座舱纵向中心面对称分布,而座舱内壁面温度分布亦极不均匀;集中喷嘴全开和全关时,舱内气流速度场和温度场及邻近服装表面空气温度的分布情况差别显著,但对舱内气流平均速度和平均温度的影响不大;舱内气流平均速度随供气量呈线性变化.实验结果可为数值模拟提供验证依据.

电离层拟合方法及路径参数量化分析

韩轶峰, 闫照文

2009, 35(9): 1113-1116.

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摘要:
针对多层电离层,采用反抛物层作为连接层来描述电离层之间区域的电子密度分布.以电子密度和其相对于高度的一阶偏导数连续为依据,拟合出连接层的临界频率、半厚度和底高等电离层参数.将电离层的准抛物模型和连接层的反抛物模型中计算出来的等离子频率代入Appleton-Hartree公式和Snell定理,结合射线的几何结构完成多层电离层中的射线追踪,同时计算群路径、相路径和传输距离这3种重要的路径参数.分析当给定频率时,路径参数与入射角之间的关系,群路径、相路径与传输距离之间的关系,频率对路径参数之间变化关系的影响;同时分析了给定入射角时,路径参数与射线工作频率之间关系和入射角对于路径参数之间变化关系的影响.

两飞行器间无线数据链通信区域建模

余伏章, 蔡志勇, 胡颖琼

2009, 35(9): 1117-1120.

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摘要:
为实现两飞行器在飞行过程中的正常通信,需建立一套通信区域的计算模型.基于空地无线数据链通信,从其实现正常通信的条件出发,考虑通信链路中的发射机、接收机、收发天线、传输空间及地球曲率、飞行器姿态角以及飞行器的空间位置关系等因素,分析研究了飞行器间无线数据链通信区域,建立了两飞行器间无线数据链通信区域的数学模型,包括天线、飞行高度、两飞行器空间位置关系、通信区域模型等.该模型已成功应用于某型号,为分析建立在无线数据链通信方式基础上的空地无线传输系统通信区域提供了参考,也适用于飞船、卫星等其它空空、空地无线数据通信系统.

基于有限体积法和SNBCK模型的红外辐射特性计算

胡海洋, 王强

2009, 35(9): 1121-1124.

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摘要:
耦合求解流场、组分浓度场、基于SNBCK模型的气体辐射传输/能量方程以求准确模拟飞行器排气系统气动热力及红外特性.窄带模型参数由HITEMP逐线计算数据库计算得到.通过CO₂4.3μm波段吸收率计算,圆柱炉膛辐射换热特性计算两个算例验证了所采用程序求解辐射传输/能量方程的准确性.最后计算了两种二元喷管的红外特性,结果表明大宽高比二元喷管地面和空中状态红外辐射特性差异巨大.

乙醇燃料微型燃气轮机设计

张弛, 王建臣, 覃清钦, 杜鹏

2009, 35(9): 1125-1129.

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摘要:
推广生物质燃料在以微型燃气轮机为核心的分布式能源技术中的应用,设计了一种可燃用乙醇燃料的微型燃气轮机.通过整机热力循环参数分析,确定了乙醇燃料微型燃气轮机的设计点参数,并结合乙醇燃料特点,对燃烧室的几何尺寸进行了设计,获得了适用于乙醇燃烧的微型燃气轮机燃烧室技术.初步的整机实验结果表明,该乙醇燃料微型燃气轮机成功实现自行运转,证明了设计方案可行.

两步法快速解算编队卫星GPS模糊度

王海涛, 欧吉坤, 袁运斌

2009, 35(9): 1130-1133.

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摘要:
为克服卫星编队飞行实时相对定位中双频模糊度解算速度慢的缺点,结合扩展Kalman滤波(EKF,Extended Kalman Filter),首先采用少数个历元(如10个)相位平滑伪距相对定位结果与 L₆的平均值对滤波初始化,再根据两步法解算双频模糊度,即先解算并正确固定宽巷模糊度,获得较准确的基线分量估值,然后采用选权拟合方法,将基线分量作为约束条件解算并固定双频模糊度.仿真算例计算结果表明,当宽巷模糊度正确固定后,编队卫星间相对定位误差在5 cm以内,两步法可以在较短时间(约3 min)内固定双频模糊度,为精确解算编队卫星的相对状态提供保障.

温度/机械载荷作用下裂纹扩展的随机化分析

杨洪琴, 鲍蕊, 张建宇, 费斌军

2009, 35(9): 1134-1138.

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摘要:
为描述温度/机械载荷共同作用下裂纹扩展速率,基于疲劳和蠕变裂纹扩展的线性叠加模型,给出了结合试验的修正方法.该方法根据试验结果提取新的材料参数,解决了原模型中由于交变载荷对蠕变裂纹扩展的影响所导致的材料参数不独立的问题.在此修正模型基础上,引入对数正态随机过程,建立了温度/机械载荷共同作用下的裂纹扩展随机模型,并采用泰勒级数展开法获得了指定裂纹长度下寿命分布和指定寿命下裂纹长度分布的表达式.通过算例比较随机模型和试验结果获得的寿命分布,证实了该随机化处理方法的可靠性.

多点源诱偏系统对抗反辐射导弹效能分析

赵娟娟, 马东立, 郑江安

2009, 35(9): 1139-1143.

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摘要:
基于有源诱偏系统对抗反辐射导弹(ARM,Anti-Radiation Missile)的理论,导出诱偏误差公式,以3种典型布局方案(三点源布局1、三点源布局2及四点源布局)为例,对误差公式进行简化处理,通过数值计算得到诱偏误差曲线,分析不同布局方案下辐射源功率比对诱偏误差的影响;同时分析ARM的实际攻击过程,引入ARM机动修正,通过仿真分析得到ARM落点图和雷达保护概率曲线,对比不同布局方案下的诱偏效果,结果表明四点源布局为最优方案,对研究多点源诱偏系统对抗ARM的作战效能具有指导意义.

基于遗传算法的高速飞行器滑模控制律设计

李惠峰, 王健, 孙文冲

2009, 35(9): 1144-1147.

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摘要:
以高超声速飞行器GHV(Generic Hypersonic Vehicle)的俯仰通道为控制对象,针对其6自由度非线性模型设计了滑模控制律.为了便于应用滑模控制理论,首先对该模型进行了输入输出反馈线性化,将原模型转换成为仿射型.设计好滑模控制律结构以后,基于遗传算法完成了滑模控制律参数设计.该过程利用了随机鲁棒思想,即在随机均匀分布的参数不确定性作用下,通过遗传算法优化滑模控制律参数,使得飞行控制系统失去稳定性和鲁棒性的概率达到最小.仿真表明,该方法可以同时满足飞行控制系统鲁棒性和参数优化过程收敛性的要求.

使用贝叶斯网评估基础软件平台的互操作性

兰雨晴, 赵同

2009, 35(9): 1148-1151.

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摘要:
互操作性是当前软件最重要的特性之一.通过分析问题域,结合贝叶斯网的特征域,提出使用贝叶斯网来解决基础软件平台的互操作性评估问题.首先根据问题域选取贝叶斯算法,并收集实际数据以引入与问题相关的领域知识.根据所选取的算法构造互操作性的贝叶斯网结构,并且进一步学习此结构的参数.在此过程中,对选取的K2算法进行改进.然后,利用贝叶斯推理来根据互操作性的结构和参数得出评估对象的互操作性等级.最后,一个实例讲述了方法具体的应用过程.实验结果证明了方法的合理性.

利用变环境试验数据的可靠性综合评估

洪东跑, 赵宇, 马小兵

2009, 35(9): 1152-1155.

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摘要:
研究了试验环境对产品可靠性的影响,提出一种利用变环境试验数据的可靠性综合评估方法.利用Cox比例风险模型来描述产品的可靠性与试验环境因素的关系,给出不同环境因素对产品可靠性影响的定量度量.结合产品的可靠性模型提出一种数据折合方法.分别以指数分布和双参数Weibull分布为例,把不同环境条件下的试验数据折合为相同环境条件下的试验数据,进而利用这些试验数据对产品进行可靠性综合评估.该方法综合利用产品在不同环境条件下的试验数据,扩大了样本量,提高了产品可靠性评估精度.实例表明该方法合理可行,便于工程应用.

基于deramp的星载聚束式SAR改进ECS算法

李然, 李景文, 李林琳

2009, 35(9): 1156-1160.

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摘要:
基于两步成像算法和ECS(Extended Chirp Scaling)成像算法,提出一种结合Deramp预处理的星载聚束式SAR(Synthetic Aperture Radar)改进的ECS成像算法.Deramp预处理是基于SPECAN算法的思想,将信号通过非空变的方位滤波器实现批压缩,该方法在保证成像分辨率的前提下,通过deramp处理消除了由采样率不足导致的方位频谱混叠特别是在星载SAR高分辨率聚束模式下.尽管ECS算法中的子孔径处理可以降低对系统脉冲重复频率的要求,但是脉冲重复频率依然受到单点多普勒带宽的限制.所介绍的方法可以进一步降低ECS算法中子孔径分割处理对脉冲重复频率的要求,使得ECS的算法的应用更为广泛.通过对点目标进行仿真和成像,成像指标评估验证了该算法的可行性.