摘要:分析了Drag-free卫星编队的发展历程,就动力学建模与系统控制方法进行了综合调研和分析,提出了Drag-free卫星编队的应用前景和需要解决的关键技术,为我国未来空间环境与空间天气等超高精密探测奠定一定的基础.

摘要:对刚体卫星在轨机动时存在未知惯量特性、外部干扰及控制输入受限的控制问题,提出了一种将滑模反步姿态控制与小波相结合的鲁棒控制方法,这种方法在继承传统滑模反步控制的优点的同时,利用小波函数的逼近能力来补偿执行机构饱和非线性;对设计者而言,饱和非线性的结构特性无需了解,并基于Lya-punov方法从理论上证明了滑动模态的存在性及系统的全局稳定性.最后,将该方法应用于航天器的姿态调节控制,仿真结果表明此控制器能有效地处理航天器姿态调节过程中控制输入饱和受限的约束,在完成姿态调节控制的同时,具有良好的过渡过程品质.

摘要:研究了刚体卫星在控制输入受限时的姿态调节控制问题.设计了基于饱和函数的非线性控制器,在控制输入受限的同时,也是角速度受限的.通过李亚普诺夫方法证明了闭环系统零平衡点的全局渐近稳定性,保证了姿态和角速度都是渐近趋于零的.所提出的控制方案是模型独立的,不依赖于卫星的转动惯量.仿真结果表明,在控制输入受限情况下,用所设计的控制方案实现姿态控制是可行的、有效的.

摘要:提出了一种利用三维散乱点对小天体表面进行三角剖分,并对小天体的多个物理属性进行估计的简单快速算法.先将小天体表面的散乱点映射到单位球面上,再进一步映射到平面上进行三角网格剖分,避免了非凸边界对原有拓扑结构的破坏.在形成三角网格的基础上,将对体积的积分转化为对多面体顶点坐标的计算,并采用分割小四面体的算法简化了利用格林公式进行多次积分转化的计算过程,从而求出小天体的体积、表面积、质心、转动惯量、惯量主轴及其引力势、引力场分布等多个重要的物理量.通过仿真分析了散乱点数目对计算精度的影响,验证了该算法的正确性.

摘要:为了提高控制设计的灵活性,针对一类二阶不确定系统提出一种基于非光滑切换曲面的控制设计方法.该方法基于控制系统自稳定域的概念,首先构造以线性Lipschitz曲面作为边界的自稳定域,然后设计反馈控制律,利用微分方程解与空间非光滑曲面的关系判据,证明在该控制律的作用下系统轨迹将在有限时间内到达所设计的自稳定域边界并进入其内部.结果表明:该方法放宽了对自稳定域边界光滑性的要求,提高了设计的灵活性.数值算例验证了设计的正确性和有效性.

摘要:为分析飞轮扰动对卫星框式结构动态特性的影响,针对卫星薄板结构采用行波方法建立其动力学模型,在此基础上,运用行波法与子结构法相结合的方式建立了卫星框式结构行波动力学模型,进行了结构动态特性数值仿真并与有限元结果进行对比.结果表明,采用行波方法计算卫星框式结构动力学响应准确有效,并且能够在中、高频段获得更精确的计算结果.

摘要:结合涵道式无人机发展现状阐述涵道式无人机的优点,对无人机飞行机理进行分析,结合动力学分析建立涵道式飞行器的数学模型,设计控制器并进行了飞行试验.结果表明:涵道风扇布局飞行器具有较好的悬停性能,在悬停和小角度机动时,各通道之间的耦合可以忽略不计.

摘要:以恒星和地球方位矢量夹角作为观测量,用迭代最小二乘法为滤波算法来确定历元时刻的状态,并以预报方式实现自主导航的方法研究多航天器部署问题中被动段导航问题.通过数学仿真,分析比较了采样周期、采样弧长、敏感器精度、恒星方位等因素对于定位精度的影响,总结了其变化规律,并给出了安装因素对于导航精度的影响.与测量因素相对比,结果表明前者对导航精度的影响更大.

摘要:为实现复杂结构空间目标光学特性的工程化计算,基于计算几何的面元网格化思想,提出了一种空间目标光学特性计算方法.建立了空间目标标准几何结构、面元网格划分、面元遮挡、面元照度计算的数学模型,设计开发了空间目标光学特性计算软件.针对不同的卫星目标,进行了光学特性的计算,并将计算结果分别与解析法计算结果和试验测量结果进行比较分析,结果表明面元网格化的计算精度优于解析方法,且与试验结果相比其计算偏差小于一个视星等,满足工程应用的要求.

摘要:对于多参数系统,为了能很好的研究系统动力学特性随参数的变化,给出了一种寻找动力学系统主分岔参数的方法.通过对特征根进行扰动,来判断对系统动力学特性影响最主要的参数.针对不同的特征根类型给出了不同的算法,并举例进行了验证.该方法能有效地从诸多的系统参数中识别出对系统动力学特性影响比较大的参数.而且按照参数对系统动力特性影响的大小进行排序,同样可识别出主要的开折参数.该方法不仅适用于自治系统,同样适用于非自治系统.

摘要:为利用低分辨率压缩图像序列来重建高分辨率图像序列,提出一种在凸集投影(POCS)方法框架下基于整数DCT域量化噪声模型的针对H.264标准压缩视频的超分辨率重建方法.首先建立压缩视频的降质退化模型,然后根据H.264标准中的整数DCT变换和量化过程建立整数DCT域的量化噪声模型,最后在凸集投影算法的框架下给出了基于整数DCT域量化噪声的超分辨率重建算法.实验表明该算法的超分辨率重建结果的主观质量提高明显,峰值信噪比可达到30dB,一般迭代5次即可得到良好结果,算法复杂度较低.

摘要:为提高自适应小波包调制(WPM)系统抗窄带干扰能力,提出一种基于单音干扰的小波包树(WPT)优选算法.算法以误码率(BER)和有限信号传输能量为条件构造WPT节点处的代价函数,将树优选问题转化为搜索拉格朗日最小代价函数问题,通过剪枝方式搜索窄带干扰下的最优树.理论分析和仿真结果表明,优选算法在窄带干扰环境下能够简单准确地搜索到最优树,在不需要定时发送训练序列的条件下显著提高自适应WPM系统抗窄带干扰能力.

摘要:为计算认知网络中系统饱和吞吐量的变化情况,提出一种分析认知用户间饱和吞吐量的三维马尔科夫模型.模型假设存在有限的认知用户在理想的信道上通信,通过分析802.11DCF(distributed coordination function)提供的两种退避接入机制,计算出认知用户间饱和吞吐量的理论值,并通过NS2仿真软件建立多信道实验场景,计算系统实际吞吐量.实验结果表明,多信道理论仿真结果与实际吞吐量基本吻合;随着认知用户信道数的增加,系统的饱和吞吐量近似成线性增加.

摘要:为解决水平油井内测井仪器送进问题,设计一种伸缩式拖动器.利用超越离合原理,使用三组蠕动单元实现拖动器连续行走,采用液压驱动方案,拖动器断电自动与井壁解锁.介绍拖动器的组成及工作原理,设计拖动器行走机构,给出液压控制回路原理图,利用pro/e和ADAMS建立包括液压阀及管路的拖动器虚拟样机,进行了运动仿真,验证了该拖动器的结构合理性和可行性.

摘要:为了解决船舶振荡运动时域仿真和海浪与船舶运动一致性问题,提出了一种以频谱分析方法为基础,用方向谱代替海浪谱的船舶振荡运动计算方法.对海浪谱、方向谱进行数学描述和关系分析,并选择适合用于船舶振荡分析的长峰海浪谱和ITTC方向谱,根据Gerstner模型对海浪进行分解,建立了船舶在海浪中的振荡运动计算模型.采用响应振幅算子法描述遭遇波面与船舶运动的联系,根据线性叠加假设给出了船舶振动运动的时域解和频域解.

摘要:为了给叶片专用加工软件提供可用的叶片基础模型,开发了基于特征的叶片参数化设计软件.针对汽轮机叶片的结构特点,将叶片分为叶根、根面、叶冠、冠面和叶身5个特征,而叶身又可以分成背弧曲面、进汽边圆弧曲面、内弧曲面和出汽边圆弧曲面4个特征.软件可根据用户输入的叶片参数,对各个特征分别造型,生成可用于开发叶片专用加工软件的叶片三维模型.仿真结果表明:用该方法生成的叶片模型,可分别对叶身的不同部分赋以不同的切削速度和进给量,从而避免过切.基于特征的叶片参数化模型可为叶片加工提供实用的基础模型.

摘要:为了利用母舰发动机的动力帮助舰载机起飞,提出采用脉动无级变速器代替母舰现用的减速器,为母舰动力做恒功率无级变速.采用脉动无级变速器与燃气轮机组合的形式,舰载机起飞时,将动力传动到卷筒上,用绕在卷筒上的钢丝绳牵引,帮助舰载机起飞加速.为提高脉动无级变速器的性能,将超越离合器由线接触改为面接触,并采用液体静压润滑技术.该方法可以增大舰载机的起飞质量,用脉动无级变速器代替减速器,不但提高了母舰的行驶性能及战斗性能,而且可以降低舰载机的起飞费用.

摘要:采用有限元方法求解充液拉深过程中任意空间域流体介质压力分布,分析直壁间隙、法兰间隙对流体介质压力分布规律的影响,并给出了计算法兰区域最小压边力的方法,提出了充液拉深成形中间隙和最小压边力等工艺参数的选择方法,讨论在充液拉深成形过程中凹模圆角下等压处理的条件.结果表明:直壁间隙和法兰间隙共同决定流体介质压力分布,同时间隙比越大,直壁和凹模圆角部分压力分布越均匀.

摘要:采用有限元分析方法,利用ANSYS软件模拟9Cr18Mo钢圆柱形试样淬火冷却过程,得到淬火冷却曲线、残余应力随淬火时间变化曲线、残余应力沿圆柱体轴向分布曲线和试样最终轴向伸长量.分析结果表明,在热应力和组织应力的共同作用下淬火过程中试样应力状态变化复杂,最终的应力状态以组织应力为主.试样表面残余应力和试样轴向伸长的计算结果与测量结果符合的很好.

摘要:为了准确反映出辐射管尺寸对燃烧器工作效果的影响,在3种不同负荷条件下,对使用不同辐射管时的开式直筒辐射管燃气燃烧器相关的热工参数进行了测定,得到了负荷、辐射管管径、辐射管管长之间相对合适的配比关系,进而对燃烧器的结构进行了优化设计.实验结果表明:在测试负荷范围内,219mm是比较合适的辐射管管径选择,在50,75,100kW三种负荷下,比较合适的管长分别为950,1000,1100mm.

摘要:设计多蚁群算法的关键是群间的信息交换规则.利用粒子群优化中粒子移动的基本思想研究了蚁群间信息交换的新规则,定义了新的多蚁群优化算法.新算法的信息交换所占用的数据通信量要远低于现有的信息交换方法.将新算法用于求解带时间窗的车辆路由问题并和以前的最好的多蚁群算法做比较,计算结果表明:新算法的性能超过了已有的方法.采用群体智能中个体的移动思想来设计群间信息交换规则能改进多蚁群算法的求解性能.

摘要:为解决传统医学影像技术方向性单一的问题,满足临床医学从不同方位从整体或切面等多角度对器官组织进行观察分析的需求,提出了心脏核磁共振成像(MRI)数据的体可视化和任意角度切面的可视化方法.基于可视化工具包VTK,在VC6.0开发环境中,运用光线投射算法设计并实现了MRI羊心脏切片数据的三维体绘制,横断、冠状、矢状位置的标准切片、切面以及任意角度、任意位置切面的绘制技术.通过简单的鼠标操作就可以实时的对切面进行移动、旋转、缩放等交互操作.实验结果表明:该方法有助于医生从多个方位观察整体器官组织和切面形态.在疾病预防、医疗诊断、手术方案制定以及术后评价中具有较大的实用价值.

摘要:为克服传统的短语抽取方法对词对齐信息的依赖性强,抗噪声能力差这一缺陷,提出基于词汇相似度约束的短语抽取策略;在此框架下,提出了3种基于词汇相似度的约束方法:Dice系数、Phi平方系数和对数似然比.在IWSLT2004语料上进行的实验表明,3种基于词汇相似度的约束方法的翻译系统的BLEU评分均优于传统的翻译系统;其中基于对数似然比方法得到的翻译模型比基线系统Pharaoh的BLEU-4评分提高了15.14%.

摘要:为了提高EZW算法的编码效率,采用区间逐次缩减逼近量化的辅扫描来简化EZW编码,进而结合重要系数二进制位的特点提出了位渐进逼近量化的EZW改进算法.位渐进逼近量化的EZW改进算法舍弃了传统EZW编码中繁琐的量化编码器构造过程,采用直接输出辅扫描表中数据二进制位的方案来得到辅扫描编码输出,简化了辅扫描的量化编码过程.实验结果表明,位渐进逼近量化的EZW改进算法能使编码时间减少20%左右,从而证实了本文改进算法的有效性.

摘要:建立了薄膜二次屈曲分析的数值方法.采用施加面外扰动力的方式在薄膜中引入任意的初始缺陷,分析了薄膜的二次屈曲现象.分析表明,在薄膜的后屈曲过程中,由于初始缺陷的存在,褶皱构形不稳定,出现二次屈曲现象,产生了新的褶皱.后屈曲平衡路径呈现多阶段的特点.在不同的初始缺陷和加载过程的情况下,薄膜的后屈曲过程会出现连续的二次屈曲现象.二次屈曲过程中薄膜可能是稳定的也可能是不稳定的,与初始缺陷及加载过程有关.

摘要:提出了一种新的区间值模糊集的模糊熵,并将其用于图像的阈值分割.根据图像直方图确定模糊化因子,选择适当的主隶属函数实现图像的区间值模糊集表示.利用新的区间值模糊集的模糊熵研究了图像的阈值分割算法.仿真实验表明,新的基于区间值模糊集模糊熵的阈值分割算法在处理模糊图像及具有噪声图像方面均比经典图像阈值分割方法更有效.

摘要:针对UML在企业应用软件建模中可用性差和效率低的问题,提出一种基于扩展UML的企业应用软件PIM模型.通过对企业应用软件特点的分析,建立了一个以业务对象为中心的多视图集成PIM模型,对UML进行扩展,在它的元模型中增加了描述企业应用软件PIM模型中的概念及其之间关系的元类、版型和标记,并采用包对这些概念和关系进行不同视点的划分.基于扩展UML的企业应用软件PIM模型通过业务对象的丰富语义实现了UML中各种图之间基于语义的集成,改善了UML的可用性,提高了企业应用软件的建模效率.结果表明:通过实际案例验证了该模型的可行性和有效性.

摘要:为了确定松花江水域冬夏季对哈尔滨市及周边区域的影响,给城市河流规划与合理利用提供正确的理论支持,采用地面数据采集与遥感数据采集相结合的方法,对2004年1月25日和6月1日的热红外遥感影像图进行分析,以流经哈尔滨市的松花江段为研究对象,根据冬夏季温度、相对湿度分布,确定松花江城市河道对周边区域的影响.研究结果表明:在夏季,市区温度较郊区温度低,水域两侧地表温度呈递增分布,且变化趋势北岸比南岸明显,湿度市区较郊区高,市区以松花江及毗邻地区为湿度分布中心,且北岸比南岸影响半径大.在冬季,市区温度比郊区温度高约4℃,水域两侧温度分布差异明显,冰封水体表面温度与南岸温度接近,比北岸温度高约2℃,湿度分布符合城市干岛效应,市区湿度比郊区低约1%.该成果为后期地面定点观测和移动测量奠定了数据基础与技术支撑.

摘要:为了满足欠驱动手进行复杂作业的需要,基于欠驱动原理建立了手指对物体的抓取力模型和基于力的阻抗控制策略.对应于任一手指姿态,抓取力模型可以准确得到基关节抓握力矩和手指各指节抓取力的关系;采用基于力的阻抗控制策略,实现了基关节抓取力控制.实验证明,手指能够稳定地抓取鸡蛋这样比较滑、容易碎、形状复杂且有一定质量,需要稳定和平衡抓取力的物体,其成功率达80%以上.而这是单纯用手指的基关节力控制很难做到的(成功率只有不到20%).手指抓取力模型和阻抗控制策略的建立大大增强了假手进行复杂作业,抓取复杂物体的能力.

摘要:为了有效评估移动计算系统检查点迁移处理策略的性能,基于移动计算系统自身所具有的特性,给出了移动计算系统中的进程状态模型,并在此基础上提出了一种移动计算系统检查点迁移处理策略性能评价模型.利用该性能评价模型对当前的3种日志检查点迁移策略进行了仿真实验,结果显示该模型与实际情况相吻合,从而验证了此性能评价模型的有效性.该检查点迁移处理策略性能评价模型可用于确定不同移动计算环境下相对适用的检查点迁移处理策略.

摘要:本文采用遥感影像数据的均值漂移算法并行化方法来解决均值漂移不能处理过大影像、处理速度过慢等问题,通过分析均值漂移算法的原理,提出了一种新的数据"缓冲区"式分块方法,并进而分别对不同的数据块进行并行分割,从而消除了该算法对数据量的限制,有效避免计算机在处理过大影像时而产生的内存不足问题,并从效率角度对算法进行了改进.

摘要:为了考虑桨叶旋转效应,准确进行风力发电机疲劳寿命预测,提出了基于旋转样本谱的风力发电机疲劳寿命预测模型.借助Fourier变换,推导了考虑旋转效应的旋转样本谱,并与Von Karman谱(一种固定点紊流风谱)进行比较.在旋转样本谱的基础上,提出了源于Palmgren-Miner线性损伤准则的风力发电机疲劳寿命预测模型,并以1.25MW风力发电机为例进行疲劳寿命分析.结果表明,与固定点紊流风谱相比,旋转样本谱的能量分布发生了根本变化,其能量由低频向高频移动,在高频段曲线会出现多峰情况;基于旋转样本谱的疲劳寿命分析更接近实际情况,而基于Von Karman谱进行风力发电机疲劳寿命预测不够精确,且偏于不安全.

摘要:为了提高可靠性模型参数估计精度,在分析传统可靠性模型的基础上,指出传统的最小二乘法估计和逐次线性概似估计因受随机变量假设分布的限制存在一定的局限性.用自助法给出了可靠性模型的参数估计,包括点估计和区间估计.计算结果表明:自助法所得参数的估计区间、标准差及模型标准残差均小于传统回归法所得结果.在可靠性模型参数估计中,自助参数估计法通过增加模拟次数可快速逼近参数真值,方法快速、有效,可提高模型精度.

摘要:为了获得浅海波导条件下船舶辐射噪声的远场空间指向性,提出了一种由水听器获得的船舶辐射噪声近场声压数据,推算其远场辐射声压的方法,即由近场声压数据,反演出船舶辐射噪声源模型中的多极子强度和位置,然后利用简正波理论,计算该反演参数所对应的远场指向性.仿真计算过程中,将该方法获得的远场指向性与原假设声源直接计算的远场指向性进行对比.结果表明,该方法能有效的计算出船舶辐射噪声的远场空间指向性.

摘要:针对金属蜂窝夹芯板,研究了其在气动加热条件下的非稳态传热行为.基于高温传热学原理,通过传热机制分析,建立了蜂窝夹芯板的导热-辐射一维瞬态耦合传热数学物理模型.在此基础上,采用控制容积法,结合蒙特卡罗法,发展形成了求解该类辐射导热耦合传热问题的数值方法,并给出了蜂窝夹芯板当量热导率和典型边界条件下金属蜂窝夹芯板瞬态温度场、非加热面热响应的计算方法,进行了典型算例计算和实验验证.结果表明,所建立的数值计算模型在预报蜂窝结构热响应方面是有效的,而且较之Swann-Pittman半经验关系式,提高了计算精度.

摘要:为解决柔性装配系统的调度问题,采用分层时延Petri网模型与蚁群优化算法相结合,将柔性装配系统分解成诸多个装配体,每个装配体再分解成多个柔性装配单元,对装配单元分别建模并用蚁群算法对装配方案遍历优化,最后确定装配系统的时延Petri网模型.该方法融合了Petri网和蚁群算法各自的优点,较好地解决了柔性装配系统中的装配建模和装配任务的分配优化问题.实验证明该研究可行有效.

摘要:提出了时域有限元法(TDFEM)的一种新的基函数—二次B-spline时域基函数.首先简述了时域有限元法的原理和基本公式;然后提出了新型的基于B-spline函数的条件稳定和无条件稳定的时域有限元法方案,并应用于三维电磁辐射问题.通过典型的算例对这两种方案的精度、运算时间进行了比较,证实了基于二次B-spline函数的时域有限元法的有效性.通过稳定性理论分析得出该算法的精确稳定性,并且通过数值计算的结果得到验证.