摘要:对存在摩擦干扰力矩的自由漂浮空间机械臂任务空间路径跟踪控制问题采用终端滑模,实现了跟踪误差的有限时间镇定．同时考虑执行机构存在的死区特性,设计了自适应补偿机构,通过自适应控制来学习死区特性的上界,以确保跟踪控制的有效执行．最后基于Lyapunov方法,从理论上证明了闭环系统的全局稳定性,并通过数值仿真证明此控制器能够有效实现任务空间路径跟踪控制,且对干扰具有一定的鲁棒性．

摘要:为使外界干扰对无拖曳卫星的影响降低,设计了基于卡尔曼滤波的干扰估计器,对实际存在的干扰进行前馈补偿,并基于二次型最优指标设计了最优控制器．首先建立了无拖曳系统位移模式下卫星与质量块的相对轨道动力学模型,然后给出了无拖曳卫星状态估计的过程,并根据估计得出的状态设计了最优控制器,最后在卡尔曼滤波的基础上,根据得到的估计干扰对实际干扰进行补偿,组成带有前馈回路的控制系统,利用MATLAB／Simulink软件进行仿真．仿真结果表明,带有干扰补偿的最优控制器能对外界干扰进行有效地抑制,从而满足了无拖曳卫星的控制精度要求． 关键词: 无拖曳卫星;卡尔曼估计器;最优控制;干扰补偿

摘要:在火星着陆任务设计中,为高效地评估进入点导航误差等动力学方程中的不确定因素对着陆精度的影响,引入Galerkin投影法则,提出一种火星着陆落点不确定度快速预报与分析方法．该方法采用Wiener-Askey正交多项式逼近着陆器状态,将落点误差的预报问题转换为1个确定性微分方程的求解问题．最后以我国未来实施火星着陆探测为背景,分别用本文算法和蒙特卡洛方法进行数值仿真分析,结果表明,本文算法能够对落点偏差进行快速分析,准确预测其均值和方差,且计算效率明显提高．

摘要:针对线性振子连接非线性能量阱的系统中产生靶能量传递需要一定的初始条件,首先说明最优靶能量传递同其非保守系统中完全能量传递存在一致性,之后建立该非保守系统的慢变力学模型,并针对该系统提出引发最优靶能量传递的初始能量同系统中立方刚度存在精确比例关系的假设和推论,通过数值仿真验证了该假设及推论的正确性．最后将该结论应用于线性振子连接非线性能量阱系统的立方刚度设计,提出了设计可实现靶能量传递的立方刚度的方法．

摘要:为提高机械手的空间圆弧作业任务的轨迹精度,提出采用齐次矩阵和四元数法分别进行位置和姿态的轨迹规划方法．对于位置规划,先对空间圆弧所在平面的圆心角做归一化处理,再按照平滑角速度曲线规划位置轨迹上的插值点,并用齐次矩阵表示插补点的位置,保证了插补点的位置始终在所求圆弧上．姿态规划采用四元数圆弧曲线函数以及分段三次有理插值保形样条函数实现C²连续的姿态轨迹．算例验证表明，提出的位姿规划方法能够保证机械手末端执行器的轨迹精度,在位置精度及姿态平稳过渡有较高要求的机械手的实际应用方面有推广价值．

摘要:针对薄壁角接触球轴承刚度分析中的多体接触协调变形的情况,以71718轴承为例进行了薄壁角接触球轴承的轴向刚度特性研究．根据单元大小对分析结果的影响确定合理的单元尺寸;利用所确定的单元尺寸建立71718轴承的三维有限元模型,并对其轴向刚度进行分析;搭建轴承轴向刚度测试平台,并利用该平台对71718的轴向刚度进行测试．实验结果与分析结果的对比可知,利用Hertz解析解计算时误差较大,利用有限元法得到的解与实际测试结果误差在10％以内．

摘要:为定量研究材料热物性对股骨-假体系统应力的影响,以热弹性力学为基础,利用有限元方法对髋关节置换后股骨-假体系统的应力进行分析．假设假体、骨水泥、股骨为线弹性和各向同性材料且完全结合的同心圆柱体,经力学分析和有限元仿真,分别求得钛合金和钴铬合金作为假体材料时考虑热效应前后的假体／骨水泥、骨水泥／股骨随轴向位置分布的界面剪切应力以及假体、骨水泥、股骨的轴向应力．结果表明:界面失效是股骨-假体系统的主要失效形式,热效应使界面产生了混合而不是纯剪切的失效形式,加快了股骨-假体系统的界面失效,加速了假体柄的松动;由于钴铬合金的热膨胀系数大于钛合金,钴铬合金作为假体材料时更易引起界面失效,导致手术失败．选择热膨胀系数小的假体材料,可以减小界面失效的可能性,提高手术成功率．

摘要:针对SiCp／Al复杂曲面加工中大去除量、高精度的需求,以窄槽的铣磨加工工艺为例,实验研究SiCp／Al窄槽铣磨加工中加工参数、铣磨工具对铣磨力的影响规律．实验结果表明:加工参数和铣磨工具均对铣磨力有影响．在实验参数取值范围内,铣磨力随砂轮线速度、进给速度的增大而增大,进给速度对铣磨力的影响最大;采用螺旋槽铣磨工具可显著降低铣磨力,但铣磨力波动较大,并随螺旋角的增大而减弱．在实验条件下,可优选铣磨力波动相对较小的50°螺旋角的开槽砂轮进行窄槽的粗加工．

摘要:为有效识别试验模态分析过程中的虚假模态和轴对称结构中的密集模态,对铝合金薄壳截锥壳卫星适配器样机的动态特性进行试验研究. 采用电磁激振器进行激励和压电加速度传感器采集响应,获得结构整体频响函数. 采用多项式方法拟合试验曲线,识别结构的模态参数. 系统比较单输入单输出、单输入多输出、多输入多输出等方法对频响函数曲线中密集模态参数识别的影响,并对比分析试验结果与有限元仿真结果,进一步识别试验测试曲线中的虚假模态参数. 试验结果表明:多输入多输出法更有利于分离轴对称结构的密集模态,试验获得铝合金截锥壳卫星适配器的前10阶固有模态;激振器安装不当导致频响函数曲线中存在虚假模态;对轻质结构进行试验模态分析时,需要考虑激振器的附加质量和附加刚度影响.

摘要:为进一步分析减阻水溶液湍流减阻机理,对质量分数为30×10-6十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)水溶液槽道湍流减阻流动进行了实验研究,并基于本征正交分解方法研究减阻水溶液流动中减阻剂对流动结构的影响．结果表明:CTAC水溶液流动在不同雷诺数(15×10⁴、25×10⁴和35×10⁴)下分别具有651％、700％和330％减阻效果;基于本征正交分解方法分析湍流脉动速度场,发现CTAC添加剂能够抑制湍流猝发过程中的低速流体的上喷及高速流体的下扫,即在一定程度上抑制了相干结构的发生及其发展过程,最终导致湍流减阻．

摘要:为解决冗余代码缺陷检测复杂度较高且检测精度较低的问题,设计并实现了基于控制结构的冗余代码检测模型．通过对TOKEN序列建立复合语句结构信息表,精简了程序的控制依赖关系,并在此基础上对幂等操作、死代码以及冗余赋值3种冗余代码进行检测,有效降低了缺陷检测复杂度．通过分析Linux开源代码表明,本模型可以快速的检测大规模程序,并且具有较低的误报率和漏报率．因此本模型可以帮助程序员发现进而修正软件缺陷,维护软件可靠性．

摘要:为改善纳米粒子在聚合物电解质中的分散效果,采用倒相制膜法,以纳米SiO₂为填料,以OP-10为分散剂,制备复合微孔聚偏氟乙烯-六氟丙烯基电解质PVDF-HFP-SiO₂(OP-10)．用SEM、XRD、交流阻抗法等测试手段对电解质的微观形貌、内部结构和电化学相关性能等进行表征,结果表明:SiO₂的加入降低了聚合物电解质膜的结晶度,增强了电解质的拉伸强度,提高了PVDF-HFP-SiO₂(OP-10)聚合物电解质的电导率,在20 ℃时,可达到490×10-3 S·cm-1,电化学稳定窗口为53 V,电解质的离子迁移数为083．分散剂OP-10的加入改善了纳米SiO₂与基质的界面相容性,改善了SiO₂在基质中的分散度．

摘要:为测量减灾工程对农业生产产出的影响,用灰色关联分析算法和计量模型方法,对农业生产系统中除涝、灌溉、堤防、水库等指标数据进行了无量纲化处理,形成指标关联度评估,同时在柯布-道格拉斯生产函数基础上将各指标数据纳入回归分析中,完成了除涝等指标对农业生产产出影响的定量评价．实证研究表明:影响农业生产的减灾工程作用从大到小的顺序为:除涝面积、灌溉面积、堤防长度、盐碱地改良面积、水库容量、水土流失治理面积. 扩大除涝面积、修建水库、增加堤防长度增加了农业生产总值,其中除涝对增加农业产值的效用最大，自然灾害阻碍了农业生产的发展,加大减灾工程投入有利于增加农业生产产出．

摘要:针对以高效求解有边数限制的最短路问题,对经典Bellman-Ford算法进行了改进．借鉴划分算法的思想,通过减少距离标号的数目,得到了两个改进算法．既然已有的改进算法均不能解决有边数限制的最短路问题,因而本算法是经典Bellman-Ford算法的全新改进．相对于经典Bellman-Ford算法,改进后的算法不仅可有效地节省存储空间, 而且实验表明能显著地提高计算效率．

摘要:为降低民航发动机维修成本和提高修后性能,提出不确定条件下的发动机维修工作范围决策方法．将发动机各单元体各维修级别能够恢复的整机性能值表示为一个梯形模糊数,建立单元体性能恢复值分配优化的模糊机会约束规划模型;将模型的机会约束转化为清晰等价类,发现该模型和确定条件下的单元体性能恢复值分配优化模型具有相同的结构,能够采用确定条件下模型的求解方法进行求解;利用应用实例对提出方法进行了验证．结果表明:提出方法能够解决不确定条件下的发动机维修工作范围决策问题;模型机会约束的置信水平对决策结果至关重要,要综合考虑实现送修目标的风险和维修成本,确定合理的置信水平．

摘要:为在更短的时间内提取舒曼谐振参数,引入对时域采样数据进行直接处理的Prony算法．针对该算法受噪声影响大的缺点,对算法的核心过程——超定方程的求解方法进行了改进,采用Martin等人提出的最小残数法,并与频域处理结果进行对比分析,验证该算法的有效性．

摘要:针对现有圆形匹配算法无法同时满足高速度、低内存消耗以及高精度要求的情况,提出了一种基于击中率的新型圆形匹配算法．算法引入以轮廓作为匹配特征信息的圆环采样模板,匹配的结果由击中率表征,并进一步根据搜索目标与定位区域的灰度相关性剔除误检对象．实验表明,算法能够实现毫秒级快速定位,且在内存消耗和可靠性方面都获得较好的性能．

摘要:由于高光谱图像的应用在很大程度上受限于其较低的空间分辨率,为此提出了一种结合支持向量机和小波变换的高光谱图像超分辨率制图方法．先对高光谱图像进行光谱解混得到分量图,然后对分量图进行一级小波分解．各局域窗内中心像元的3个高频系数与邻域像元低频系数之间的对应关系表示为训练样本,用于支持向量机的学习．训练好的模型用来对低分辨率图像即分量图进行超分辨率制图．实验表明,这种借助小波变换来获取训练样本的学习方法无需先验信息,相比采用BP神经网络学习的方法,支持向量机的超分辨率制图效果更佳．

摘要:为分析弹性支承对船用减速器动态特性的影响,提高其动态性能,综合考虑齿轮时变啮合刚度、齿轮偏心误差及啮合误差等因素的影响,依据各零件作用力传递关系,建立传动系统动力学模型,计算系统动态激励．采用有限元法构建齿轮箱稳态动响应分析模型,应用弹簧单元对其底部支撑进行模拟,依据自编制动响应求解流程,对齿轮箱在系统动激励作用下的稳态响应进行求解,得到齿轮箱节点振动加速度响应时域历程及其频谱．引入齿轮箱隔振系统频率比概念,分析支撑刚度对齿轮箱振动传递及倾斜变形的影响,发现当频率比为2～3时可达到较好的支撑效果,为齿轮箱的设计提供了理论依据．

摘要:为精确计算压燃式缸内燃油喷射发动机中的碳烟生成，提出了新的计算模型. 不同的燃烧室区域应用不同的计算模型，当区域温度T<1 500 K，只计算气体状态下生成的碳烟前驱物PAHs；当区域温度T≥1 500 K，碳烟前驱物PAHs和源项均进行计算。计算前驱物PAHs利用修改的F-M模型，碳烟源项的生成包括碳烟的起始、生长、氧化以及聚合。同时认为温度和过量空气系数是影响碳烟生成的最主要因素，即在温度T>1 500 K，过量空气系数Ф<0.6才能产生碳烟. 新的计算模型移植在KIVA-3V源代码中，计算了直喷式发动机在不同喷射时间、不同轨压下的碳烟瞬态值，并用试验验证了该模型. 给计算直喷式柴油机生成的碳烟提供了新的方法.

摘要:与传统的二维指纹采集方式相比,非接触的指纹采集方式可以提供更丰富的特征,并能克服二维采集方式某些不足．基于多视角非接触指纹识别融合问题,提出了基于聚类的动态分数选择(CDSS)算法．首先,通过聚类将匹配分数分为两类,分别计算两类中匹配分数的个数以及其他统计量,然后通过参数的判断选择相应的统计量作为整个系统最终用于决策的匹配分数．实验表明:相比单视角非接触二维指纹识别,基于CDSS的多视角非接触指纹识别的识别性能有显著提高．与sum、max、SVM和Fisher线性判别算法等的实验比较也验证了CDSS在多视角非接触指纹识别融合方面的优越性．

摘要:为解决轮轨力建模问题,提出了一种基于遗传算法和径向基函数神经网络的轮轨力建模方法,该方法基于轨道不平顺输入实现了轮轨力的预测．在径向基函数神经网络的中心、宽度和权值参数上,分别采用遗传算法、最大距离法和最小二乘法来确定,从而提高建模精度并减轻该算法的计算量,实现了快速准确的轮轨力神经网络建模．仿真试验结果表明:提出的轮轨力建模方法具有较高的预测性能．

摘要:针对Ad Hoc网络路由协议存在的对动态拓扑适应性差和链路不稳定问题,提出了一种Q学习稳定蚁群路由算法(SACRQ),该算法综合了蚁群优化和Q学习算法的思想,将信息素映射为Q学习算法的Q值,增强节点对动态环境的学习能力．在路由选择方面,使用自适应伪随机比率选择下一跳节点,避免算法陷入局部最优或是停滞;提出了新的链路稳定度来衡量链路的鲁棒性,结合鲁棒性和信息素强度两种因素选择下一跳链路．该算法增加了链路的鲁棒性,对Ad Hoc网络动态拓扑适应性强．仿真结果表明,SACRQ的路由发现数量、平均端对端延迟、冲突数量和每次路由发现吞吐量4种指标均优于ARA和AODV．

摘要:研究了材料还没有出现塑性变形、仅含弹性区和损伤区的球形孔洞动态扩展问题．首先通过对弹性区的研究以及初始损伤分析获得弹性区的场量分布,并给出弹性／损伤区交界处的边界连续条件;然后在自相似假设条件下,推导出动态扩展时损伤区需满足的控制方程;最后通过打靶法进行数值求解．数值分析表明,许多材料参数如ν、n、m都对弹性区和损伤区的场量分布有影响．

摘要:为解决复合弯管生产过程中产品质量不稳定和生产成本较高等问题,提出了一种采用2轴计算机控制缠绕机来实现复合弯管缠绕成型的方法．该方法采用测地线和非测地线对弯管和直管部分进行了纤维缠绕路径设计,给出了不滑线、不架空缠绕的边界条件,并结合面片缠绕理论对复合弯管进行缠绕节点设计,给出了弯管外侧线型布满条件来分析弯管内侧纤维重叠情况,并编制缠绕控制程序来验证该缠绕方法的实用性．运行结果表明:该成型方法具有硬件结构简单、成本低且缠绕线型稳定、高效等特点,能够满足各种复合弯管的缠绕需求．

摘要:针对紧组合导航系统状态方程及量测方程的非线性,以低轨卫星为应用对象开展了无迹卡尔曼滤波UKF方法研究．给出了惯性系下的系统模型及算法模型,其中姿态直接采用修正Rodrigues参数来表述以避免四元数归一化条件的限制,系统状态更新采用四阶Runge-Kutta法以适应卫星的高速运动;之后通过数学仿真与广义卡尔曼滤波EKF进行了比较分析．结果表明:UKF滤波对于姿态精度明显优于EKF,提高了一个数量级,对于速度、位置精度两者滤波效果相当,但对于运算时间UKF耗时较长．因此实际应用中可根据导航精度与运算时间需求决定是否采用UKF方法．

摘要:为了减小卫星信号信噪比变化对全球导航卫星系统(GNSS)接收机当中矢量锁定环路(VLL)的不良影响,使用一种基于新息的自适应卡尔曼滤波方法对其改进,以实现对VLL滤波器观测噪声协方差矩阵的实时调整．使用后处理软件全球定位系统(GPS)接收机处理信号发生器产生的中频数据以对提出的方法进行验证．实验结果表明,相对于传统标量环路(SLL),基于自适应卡尔曼滤波的VLL可以在信噪比降低甚至可见卫星数目不足的环境下工作,其载波频率跟踪精度及导航定位解精度均优于固定参数矢量环路和传统标量环路．

摘要:针对单个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)可配置逻辑模块(Configurable Logic Block,CLB)和输入／输出(I／O)数目受限难以满足大规模复杂电路系统设计需要的问题,提出了一种结合用户约束文件(User Constraint File,UCF)和单个FPGA的EDA(Electronic Design Automation)设计流程,通过部分人为干涉,对多FPGA(multi-FPGA)系统进行分割的方法．应用这种分割方法,可以提高multi-FPGA系统的划分效率,简化设计的复杂度．结果表明：基于这种分割方法的分割工具,结合multi-FPGA系统的硬件结构,可实现一个最多为9芯片multi-FPGA系统的设计和配置．