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2018年  第44卷  第8期

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2018年, 第44卷, 第8期
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论文
一种电磁层析图像快速重建算法
刘泽, 肖君, 刘向龙, 赵鹏飞, 李勇, 霍继伟
2018, 44(8): 1569-1576. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0651
摘要:

针对电磁层析成像(EMT)逆问题中,灵敏度矩阵的病态性、不适定性等问题,提出了一种新的电磁层析图像快速重建算法。利用主成分分析(PCA)对灵敏度矩阵做降维映射,再利用奇异值分解(SVD)求广义逆矩阵,重建图像。在选取灵敏度矩阵的协方差矩阵的特征值个数中,利用灵敏度矩阵特有的多样本特性,提出图像相关系数最大化算法,更加合理地去除灵敏度矩阵中的冗余信息,在尽可能不丢失成像特征信息的条件下,提高了解稳定性。实际采集数据成像时,该算法只需一次矩阵乘法运算,为快速实时成像提供了可能。与传统单步算法和迭代算法相比,该算法在成像质量和速度上都有较明显优势。

同轴旋转圆台环隙流动机制及实验研究
鲍锋, 曾华轮, 邹赫, 刘锦生, 刘志荣, 朱睿
2018, 44(8): 1577-1586. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0614
摘要:

同轴旋转圆台环隙内流体的流动是基于经典的两同轴旋转圆柱环隙内泰勒库特流的一种扩展研究。通过流动显示实验和PIV粒子图像测速技术对圆台环隙的内部流场进行可视化和定量化的研究,分析涡运动的周期性规律,探究圆台环隙内雷诺应力分布和水位高度对流场的影响。研究表明,随着时间的发展,涡列周期性明显且整体在下移,当脉冲数为100脉冲/s时,环隙内形成均匀分布的正反交替的涡;当脉冲数为200~500脉冲/s时,存在快慢交替的分裂周期;在3种水位高度下也都存在明显周期性分裂,只是周期时间和涡的个数不同;平均流场存在上凸型外向流和下凹型内向流2种流态,流态的差异是离心力与静压力双重作用的强弱变化所致;雷诺应力分布中,径向正应力占主导,并主要集中在环隙中部。

基于UR-MTPGERT网络模型的复杂装备风险传导分析
孙贇, 王瑛, 李超
2018, 44(8): 1587-1595. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0800
摘要:

针对复杂装备风险传导关系描述不清晰的问题,构建了风险传导不确定随机多传递参量图形评审技术(UR-MTPGERT)网络模型。首先,基于机会理论,定义了不确定随机变量的矩母函数,并在此基础上构建了UR-MTPGERT网络模型。其次,为刻画复杂装备的微观风险信息,在模型中引入系统风险度、风险元重要度、风险路径关联度等解析参数。然后,求解矩母函数时,采用德尔菲法处理专家经验数据,得到经验不确定分布,并利用极大熵模型处理随机数据,得到概率密度函数;引入矩阵分析技术,解决了网络拓扑分析困难的问题,在此基础上计算网络参数。最后,对某型飞机进行安全性分析,结果表明,该模型能清晰反映风险元间的关系,可以为复杂装备的风险分析、预判和安全控制提供借鉴。

电动静液作动器热力学建模方法及油液温升规律
王岩, 郭生荣, 杨乐
2018, 44(8): 1596-1602. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0622
摘要:

电动静液作动器(EHA)是多电飞机关键子系统之一,其高度集成设计在减小体积和质量的同时,大幅降低换热能力,导致EHA油液温度过高、功能丧失。针对目前EHA一维热力学建模不足问题,以油冷电机驱动的EHA为研究对象,提出EHA的“三维+一维+三维”的热力学建模方法。首先,分析EHA能量转换及传递规律,探究EHA热能产生和扩散途径,在考虑参数时变基础上提出EHA的“三维+一维+三维”热力学建模方法;其次,基于ANSYS平台建立EHA电机生热和壳体对流换热的三维热力学模型;然后,建立柱塞泵、液压缸、阀和增压油箱等一维热力学模型;最后,在AMESim平台上搭建EHA的“三维+一维+三维”的热力学模型。仿真和实验验证了EHA的“三维+一维+三维”热力学建模方法的正确性,揭示了EHA油液温升规律,为EHA的热设计提供了理论依据。

三床型机载制氧系统控制设计与实验验证
蒋东升, 卜雪琴, 林贵平, 孙兵, 黄俊, 方玲, 赵宏韬
2018, 44(8): 1603-1608. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0748
摘要:

为解决两床型机载制氧系统在实际应用过程中出现的输出压力波动大及低空氧浓度偏高等问题,需研制与开发三床型机载制氧系统。为此,依据系统控制逻辑,采用电磁阀驱动电控气动阀循环工作的控制模式,开展了三床型机载制氧系统的控制设计,提出了高低空分段调节循环周期的控制方法,并在不同输入压力、流量条件下,对三床型机载制氧系统进行了循环周期实验,探索了产品气氧浓度随循环周期时间的变化规律。研究结果表明:当采用高空循环周期为6 s,低空循环周期为9 s,高低空分段高度为3.5 km等控制参数时,系统控制设计可适用于三床型机载制氧系统,并满足三床型机载制氧系统控制设计的需求。

面向航天器综合测试系统的Web缓存替换策略
杜建海, 吕江花, 高世伟, 李倩倩, 李勤勇, 马世龙
2018, 44(8): 1609-1619. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0591
摘要:

航天器一般为复杂系统,其作为典型安全苛刻系统,在综合测试过程中会产生大量测试数据。在查询这些测试数据时,现有的B/S数据查询技术,每次查询时采用从数据库服务器中获取数据的方式,极大地消耗了数据库服务器的资源,占用了大量的网络带宽,导致系统的整体性能下降,用户体验不佳。通过对安全苛刻系统综合测试数据特点和用户查询特征的分析,基于经典Web缓存替换算法GDSF,提出一种适用于B/S数据查询系统的Web缓存替换算法GDSF-STW。该算法是在GDSF算法的基础上,引入了数据流挖掘中的时间衰减模型,并采用滑动时间窗口的思想,提高缓存命中率,从而提高系统的性能,改善用户体验。通过GDSF-STW与LRU、LFU、LFU-DA、GDSF等经典算法进行实验对比,结果表明,GDSF-STW算法具有更好的缓存命中率。

基于MIV的碳钢大气腐蚀速率影响因子权重分析
杨斌, 李敬洋, 文磊
2018, 44(8): 1620-1628. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0638
摘要:

通过平均影响值(MIV)影响因子权重分析算法,以碳钢Q235、Ste355、St12和Q450腐蚀速率的暴露时间、气候因素和环境因素数据为依据,以|MIV|值为评价依据,定量分析15种影响因子(暴露时间、平均温度、平均相对湿度、日照时数、降水量、平均风速、海盐粒子浓度、SO2、HCl、NO2、H2S、硫酸盐化速率、NH3、降尘量-非水溶性、降尘量-水溶性)对碳钢腐蚀速率影响的权重大小。结果表明: 当MIV调节率从5%逐步递增至25%时,同种影响因子对腐蚀速率的影响权重变化不大,但4种碳钢对各影响因子的敏感度略有不同;气候因素对腐蚀速率影响最大,其次为暴露时间,环境因素中SO2和降尘量对腐蚀速率影响较大;平均相对湿度、日照时数、平均温度是影响腐蚀速率最主要的3个因子。

考虑壁板刚度匹配的大型飞机复合材料机翼气动弹性优化设计
肖志鹏, 钱文敏, 周磊
2018, 44(8): 1629-1635. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0613
摘要:

针对大型飞机复合材料机翼,发展了一种考虑壁板刚度匹配的气动弹性优化设计方法。基于敏度算法,以结构质量最小化为目标,以壁板刚度匹配、颤振速度、翼尖变形、设计许用值、工艺性等为约束,在严重载荷状态下设计复合材料机翼结构,研究不同壁板刚度匹配要求对于优化设计结果的影响,并与传统优化设计结果进行比较。结果表明:考虑壁板刚度匹配需要付出一定的结构质量,但对局部稳定性设计、损伤容限设计和大型复合材料壁板制造有利;壁板刚度匹配设计范围对于优化设计结果影响显著,需要根据设计和制造要求合理确定;压缩设计许用值是影响复合材料机翼气动弹性优化设计的关键约束。

基于非线性规划的室内TOA测距值优化方法
孙健, 付永领, 何杰, 谭林, 李胜广, 许文鹏
2018, 44(8): 1636-1642. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0641
摘要:

在室内环境中,无线信道中的非视距和多径传输等效应严重影响了到达时间(TOA)定位系统的测距值精度,从而导致较大的测量误差和定位误差。将测距值优化抽象为非线性规划问题,在实现视距/非视距(LOS/NLOS)场景识别的基础上,利用TOA测距误差模型和“目标-基站”间的几何约束为序列二阶非线性规划方法设置合理的初始值,建立了目标函数和约束条件,对定位测距值进行了有效校正。利用典型的TOA测距误差模型进行了仿真验证,利用具有TOA测距功能的无线定位节点在办公环境中进行了实测验证。结果表明,该方法优化后的测距值精度明显优于原始测距值和传统的测距值修正方法,从而验证了该方法的有效性。

一种快速测试线缆终端共模阻抗的方法
刘洪颐, 陈尧, 苏东林
2018, 44(8): 1643-1650. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0626
摘要:

航空电子设备之间的互联线缆是电磁干扰耦合的重要路径。对线缆耦合进行建模分析时,线缆终端共模阻抗是至关重要的输入参数。而航电系统线缆数量较多,提高线缆终端共模阻抗的测试效率,有利于快速建立线缆耦合模型。为此,提出了一种快速测试线缆终端共模阻抗的方法。首先,根据多导体传输线理论证明,在分析共模电流时可以将多芯线缆等效为一根单导体。进而,将线缆束等效为多导体传输线,并采用矢量网络分析仪和电流探头测量各条线缆2个任选位置处的电压反射系数。然后,基于所建立的多导体传输线模型,构造以终端阻抗为未知数的方程组。最后,采用数值迭代算法求解该方程组,得到各条线缆的终端共模阻抗。与现有方法相比,所提方法提高了测试效率和测试精度。

基于SAGWO算法的UCAVs动态协同任务分配
魏政磊, 赵辉, 黄汉桥, 王骁飞, 周瑞
2018, 44(8): 1651-1664. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0589
摘要:

通过分析无人作战飞机(UCAV)优势概率和任务联合威胁以及定义任务时间,建立了以目标价值毁伤、编队损耗代价和时间消耗为性能指标的多无人作战飞机(UCAVs)多约束动态任务分配数学模型,采用改进的灰狼优化(GWO)算法对数学模型进行求解;针对基本GWO算法求解早熟的缺点,给出了自适应调整策略和跳出局部最优策略,引入了二次曲线控制方法;对UCAVs动态协同任务分配特点,设计了目标任务序列编码方式,提出了基于自适应GWO(SAGWO)算法的UCAVs多目标动态任务分配方法。从静态与动态2种情况分别对该方法进行仿真验证;仿真结果表明,该方法是有效的,相比较于其他算法,其优化过程快速精准。

适于时变幅值分析的直升机黏弹减摆器模型
吴靖, 胡国才, 刘湘一
2018, 44(8): 1665-1671. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0633
摘要:

针对现有适于宽幅值范围的黏弹减摆器模型一般含有动幅值参量,不便用于幅值变化的直升机旋翼/机体耦合动稳定性时域分析的问题,给出了小摆振阻尼比时,黏弹减摆器在单频及双频条件下动幅值参量的计算方法,运用该方法计算系统在收敛、中性稳定及发散3种情况下的幅值曲线,较好地反映了响应幅值在时域上的变化趋势。将改进的黏弹减摆器模型用于直升机地面共振非线性时域分析,为准确获取旋翼摆振后退型响应,给出了所需桨叶激振力矩的计算方法,在不同转速不同复模量状态下,采用该方法确定的激振力矩对桨叶进行激振激出的响应幅值与预期值误差不超过6%。对摆振后退型响应进行分析可知,系统稳定时,与线性化结果相比,计入黏弹减摆器非线性后,旋翼摆振后退型响应衰减更快,其模态阻尼在时域上呈增加趋势。

压力传感器动态特性参数不确定度评定
姚贞建, 王中宇, 王辰辰, 左思然
2018, 44(8): 1672-1681. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0636
摘要:

压力传感器动态特性参数的不确定度是表征其动态测量性能的重要指标。提出了一种压力传感器动态特性参数的不确定度评定方法。首先,使用激波管动态校准系统产生阶跃压力信号激励压力传感器,得到传感器的输出信号;其次,采用基于经验模态分解(EMD)的传感器输出信号预处理方法,减小动态校准过程中噪声的影响;然后,根据传感器的输入输出信号,采用自适应最小二乘法建立压力传感器的数学模型,进而得到其时频域动态特性参数;最后,针对重复校准实验得到的动态特性参数序列的小样本特点,采用自助法计算参数的扩展不确定度和相对不确定度。采用激波管系统对压力传感器进行多次重复动态校准实验,计算时频域动态特性参数的不确定度,并与现有方法进行对比。实验结果表明:本文方法可以弥补贝塞尔法在处理小样本量数据中的不足,且与蒙特卡罗法的不确定度评定结果相对误差小于10%,说明本文方法可以有效地评定压力传感器动态特性参数的不确定度。分析时频域动态特性参数的相对不确定度得到传感器的工作频带和超调量受噪声的影响较大,为动态校准实验条件的改善提供了重要依据。

基于仿真的小型数据中心气流组织研究
周成龙, 杨春信, 王超, 张兴娟
2018, 44(8): 1682-1692. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0658
摘要:

为了实现小型数据中心能在办公室环境中运行而降低运行成本这一实际需求,提出了蒸汽压缩制冷系统与服务器融合封闭的降噪与制冷的一体化设计方案。在关键部件——轴流风扇和蒸发器的仿真策略得到验证的基础上,建立了系统气流组织仿真模型以分析箱体内流动与换热特征,以方差和信息熵构建不均匀性评价指标以评估不同风扇排布方式对服务器温度场均匀性的影响,讨论了发热密度增大时的应对策略。结果表明,轴流风扇不均匀的动量驱动导致了蒸发器内不均匀的流动与换热,所设计的降噪制冷系统可以使服务器的排风温度控制在21.6~22.2℃,增加蒸发器的散热风扇可以整体上改善温度场均匀性,发热密度增大时增大服务器的通风量是降低排风温度的有效措施。

基于近邻传播聚类的航空电子部件LMK诊断模型
张伟, 许爱强, 平殿发, 夏菲
2018, 44(8): 1693-1704. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0632
摘要:

针对小样本条件下,航空电子部件功能模块故障诊断精度不高的问题,将局部多核学习(LMKL)算法的多分辨率解释与局部特征自适应表示能力和超限学习机(ELM)运算高效的特点相结合,提出一种新的局部聚类MK-ELM(LCMKELM)诊断模型。通过引入近邻传播(AP)聚类,在挖掘训练样本局部特征信息的同时,有效约减了局部算法的计算复杂性,避免了过学习问题的出现;通过分别分析输入空间与特征空间的聚类特征,构造了相应的2种选通函数M1M2,以优化选通函数的模型参数取代优化局部权重,有效解决了核超限学习机(KELM)的对偶优化形式关于局部权重二次非凸的问题。将本文模型应用于某型机旋转变压器激励发生电路功能模块故障诊断,结果表明:相比于4种常用的多核诊断算法,模型在实现低漏警、低虚警的同时,采用M1选通函数的诊断算法将诊断精度平均提升了3.80%,采用M2选通函数的诊断算法将诊断精度平均提升了5.98%。同时,模型在实现与流行的LMKL算法相近的训练时间的同时,测试时间更短。

半球型动压气浮轴承陀螺仪的静态误差模型
李岩, 段富海
2018, 44(8): 1705-1711. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0570
摘要:

为研究三自由度比力作用下半球型动压气浮轴承气膜变形对平台惯导中三浮陀螺仪输出的影响,提出了一种通过求解Reynolds方程来计算陀螺仪静态误差的数学模型。首先,在考虑气体稀薄效应条件下,针对三浮陀螺仪中的半球型动压气浮轴承给出对应的Reynolds润滑方程;然后,用有限差分法求解气膜压力场,并利用得到的载荷与转子位移计算陀螺仪静态误差;最终,通过回归分析,得到半球型动压气浮轴承陀螺仪的静态误差模型。为简化回归分析的过程,引入干扰力矩与比力的周向夹角和径向干扰力矩作为中间参数,将三元回归分析问题转化为二元回归分析问题。计算结果表明:径向干扰力矩随着轴向比力的增大而增大,随着径向比力的增大呈现先增大后减小的趋势;干扰力矩在周向上超前比力1.35~1.55 rad。本文静态误差模型可预测300 m/s2以内任意方向比力作用下由转子位移所引起的陀螺仪静态误差。

一种用于移动机器人的多段变形轮
杨洋, 张容哲, 广晨汉, 王扬
2018, 44(8): 1712-1719. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0580
摘要:

变形车轮是提升轮式移动机器人在严苛地形越障能力的有效方案。然而传统单构型变形轮仅能适应特定路面环境,不能同时满足多种路面环境。利用一种平面多边形机构,将已有研究的轮式、扩展式和轮腿式构型相结合,提出了4种多段变形轮机构。同时,比较各构型的优缺点并针对较优方案进行杆长优化,提出相应的设计方法。根据不同路面情况,通过轮形间的有效切换,使得轮式移动机构在越障能力得到提升的同时,还能保证机构对不同种类地形的适应能力,达到提升机构通用性的目的。

载荷作用下5A06铝合金焊接试样的腐蚀敏感性
王帅, 刘慧丛, 李卫平, 朱立群, 石文静, 施丽铭
2018, 44(8): 1720-1726. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0583
摘要:

针对5A06铝合金焊接对腐蚀敏感性的影响,研究了载荷作用下的不同焊缝方向(垂直、穿越)的5A06铝合金试样在50℃的3.5% NaCl溶液中的腐蚀行为的影响和焊接接头的电化学腐蚀行为。结果表明,经过110 d的盐水溶液浸泡后,2种焊缝试样均是热影响区首先发生腐蚀,表面的腐蚀坑两侧由于材料组织的不同分别呈台阶式和韧窝状。穿越焊缝试样应力腐蚀敏感性较低,腐蚀坑顶端应力集中,有滑移台阶;垂直焊缝试样应力腐蚀敏感性较高,腐蚀坑沿焊缝贯穿试样表面,腐蚀坑两侧呈平行撕裂状态。电化学极化曲线表明,热影响区、母材区和焊缝区的自腐蚀电位分别为-1.369、-0.791和-0.740 V。

快速精确调节稳频点的远共振线激光稳频方法
房子善, 全伟, 翟跃阳
2018, 44(8): 1727-1732. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0644
摘要:

原子磁强计、激光冷却等技术需要将激光频率稳定在远离原子跃迁频率几兆赫兹的大失谐处,法拉第旋光光谱稳频方法能够实现远共振线的大失谐处的稳频,但是存在稳频点调节不便的问题。在法拉第旋光光谱稳频方法的基础上进行改进,提出了一种快速精确调节稳频点的远共振线激光稳频方法,能够在几十至几百兆赫兹范围内对稳频点频率进行快速精确的调节。基于该方法使失谐为-6.2 GHz的稳频点精确频移130 MHz,并实现频率漂移3.3 MHz/h,波动均方根值0.6 MHz/h的激光频率稳定度,满足原子磁强计对失谐及频率稳定性的要求。另外,分析了温度对该稳频方法的影响,推导了预估稳频点频率的物理参数,并将温度调节和声光调制器(AOM)调节相结合,以更好地实现在远共振线大失谐处对激光频率的长期稳定和精确控制。

金刚石13C核子定位用参数可调动态解耦序列
张刚源, 袁珩, 范鹏程
2018, 44(8): 1733-1738. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0652
摘要:

针对金刚石内13C核自旋的逐个定位,提出了一种非均匀分布周期内对称的动态解耦序列--可调动态解耦(APDD)序列。针对该序列,进行了理论推导和仿真分析;并就13C核自旋定位精度指标,与目前金刚石内原子量子态操控使用最为广泛的CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)脉冲序列和XY4序列进行了比较。结果表明,相比于CPMG序列与XY4序列,APDD序列可将单个13C核自旋的定位精度提高6.27倍。进一步研究表明,在单个周期内比值τ1/τ介于0.51~0.58范围为APDD序列核子定位最优工作条件。因此,APDD序列能被用于控制毗邻金刚石中NV-色心的核自旋,并且在量子信息和量子探测器领域有着重要的应用。

无人机集群编队控制演示验证系统
朱创创, 梁晓龙, 张佳强, 何吕龙, 刘流
2018, 44(8): 1739-1747. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0600
摘要:

为验证无人机集群编队控制算法在实际环境中的有效性,基于四旋翼无人机平台和双数据链、双地面站冗余设计,搭建了分布式控制的无人机集群编队控制演示验证系统。基于分层控制和封装的思想,将无人机控制系统分为执行层和决策层。执行层采用PIX自驾仪进行封装,只需修改自驾仪参数,不需针对不同无人机平台开发相应的控制策略,就能实现对异构集群的控制。需要验证不同的编队控制算法时,只需对决策层的控制算法进行修改即可,使系统具有较强的适应性和扩展性。演示验证系统采用双地面站和数据链,可实现在多种网络拓扑或通信失败情况下的无人机集群控制,具有较高的稳定性和安全性。应用领导-跟随协同编队控制算法,验证了本文演示验证系统的功能和性能。

短距离起飞加速度对飞行员操作影响的分析
朱垣洁, 刘笑宇, 耿晓琪, 霍洪强, 柳松杨, 樊瑜波
2018, 44(8): 1748-1754. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0573
摘要:

短距离起飞产生的过载加速度可能对飞行员的安全操作造成极大隐患。本文建立飞行员-座舱系统的多刚体模型,仿真分析了胸-背方向的加速度载荷(Gx)对飞行员驾驶状态下的人机动力学响应。首先,根据第3百分位的男性人体测量学数据,通过三维CAD软件建立了飞行员的虚拟假人模型;并根据设计参数的要求建立了包括座椅和操作杆(油门杆与驾驶杆)在内的飞机座舱模型。然后,以标准的短距离起飞的加速度模拟曲线为载荷条件,利用多刚体动力学软件ADAMS模拟了飞行员在短距离加速起飞过程中的动力学响应及飞行员与操作系统之间的力学相互关系。仿真结果表明,过载加速度会经飞行员身体传递给操作杆,5G加速度载荷产生的传递力作用在驾驶杆和油门杆上的值分别为128 N和211 N,两者均已超过了通常操作杆所设计的有效阈值,因此存在误操作的可能。另外,本文结合仿真结果和国外现有战机设计,提出了短距离起飞下飞行员避免误操作的可行方式,结果显示该方式可以有效地转移加速度传递所带来的影响。本文方法将为在短距离起飞作用下避免误操作的分析提供技术途径,得到的结果将为驾驶部位的人机设计提供参考。

一种新型陀螺的力矩器非圆性误差补偿方法
陈国越, 王华, 任元, 辛朝军
2018, 44(8): 1755-1763. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0604
摘要:

为提高磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)对陀螺载体姿态的敏感精度,基于其洛伦兹力磁轴承(LFMB)的设计结构,提出了一种力矩器非圆性误差补偿方法。首先,针对一种新型双球形包络面转子MSCSG,介绍了MSCSG的结构特点与陀螺载体姿态角速度敏感原理,并分别建立了MSCSG力矩器半径误差模型、转子偏转干扰力矩模型与陀螺载体姿态角速度敏感误差模型。其次,通过实验测量了力矩器的圆度,通过MATLAB进行数据拟合得到了力矩器的非圆特性,采用勒让德多项式级数对力矩器非圆性进行了描述,并有效补偿了因力矩器非圆性误差导致的姿态角速度敏感误差。最后,对误差补偿效果进行了仿真验证,结果表明该补偿方法使陀螺载体姿态角速度敏感误差降低了83.5%。此外,本文方法还可以解决LFMB陀螺的相关共性问题。

基于置信度的TOF与双目系统深度数据融合
孙哲, 张勇, 常衢通
2018, 44(8): 1764-1771. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0653
摘要:

为了解决铁路火车等结构单一环境的三维重建问题,提出了置信度的概念,将TOF系统与双目系统的互补性特点有效结合。通过联合标定,建立起TOF系统与双目系统的坐标关系,将TOF中的点映射到左相机视角下,得出双目系统左相机视角下的TOF测量视差图,再利用图像分割以及曲面拟合对其上采样处理至双目图像的分辨率大小。根据各系统特点定义置信度,确定数据融合的不同系统权重。利用Middlebury的数据集处理结果,融合后的匹配精度较双目系统精度提高一倍以上,且视差图的分辨率提升至与双目系统相同大小。

固-膏体燃气发生器热结构分析和仿真
罗叶刚, 邢玉明, 刘鑫, 梁材
2018, 44(8): 1772-1779. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0660
摘要:

固-膏体燃气发生器是一种新型的燃气发生系统,是潜地导弹变深度弹射系统中的核心部件。为了研究固-膏体燃气发生器工作后膏体储存室的温度分布情况,采用源项法结合动网格技术、RNG k-ε湍流模型和离散坐标(DO)辐射模型对固-膏体燃气发生器的工作过程进行了数值仿真,并对不同膏体推进剂挤压流量下的膏体推进剂的温度分布作了对比研究。结果表明,传入膏体储存室的热量大部分来自于挤压室内的高温燃气,且整体热量的传导主要在轴向进行。随着膏体推进剂挤压流量增加,膏体储存室内的最高温度和平均温度均有所增加。研究结果可以为该型号固-膏体燃气发生器的热防护设计和改进提供相关参考。

客车铝合金车架设计与典型工况分析
王凯, 何勇灵, 孟广威
2018, 44(8): 1780-1786. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0656
摘要:

应用轻量化材料如高强度钢和铝、镁合金等来替代普通钢制造汽车承载构件已成为发展趋势。本文以工业铝合金为材料设计了一种新型的轻型城郊客车车架,并建立有限元模型进行了多种典型工况的仿真分析。首先,基于CATIA进行了客车车架各零部件的设计,整体装配与校核;然后,通过简化模型、模拟连接等,在ANSYS Workbench中建立了合理的车架-悬架有限元模型;最后,模拟客车满载弯曲、制动等5种典型工况施加载荷与边界条件,进行有限元仿真,仿真结果表明该铝合金车架能够满足各典型工况的强度和刚度性能要求。

常见问答