摘要:提出了一种在缺少绝对轨道信息时航天器椭圆轨道自主交会的鲁棒参数化设计方法.利用带有时变参数的Lawden方程描述椭圆轨道下追踪航天器与目标航天器的相对运动关系.在假设时变参数无法获得的情况下,将方程中的时变参数单独归类建立椭圆交会的不确定模型,然后基于鲁棒参数化方法,采用特征结构配置和模型参考跟踪理论设计航天器椭圆轨道自主交会的鲁棒控制律.本文所设计的鲁棒控制律是一个不随时变参数变化的定常反馈控制律,结构简单,便于工程实现.仿真结果表明,在只有相对运动信息的情况下,所设计的控制律能够实现椭圆轨道下航天器的自主交会.

摘要:为获得低能质子辐射时硬质硼硅玻璃的损伤特征,利用蒙特卡罗(MC)计算程序——SRIM模拟了入射质子在硬质硼硅玻璃中产生的电离和非电离能损.模拟结果表明:能量为40～200keV的质子损伤主要发生在表面;电离能损是能量损失的主要形式,峰值能量为80keV;非电离能损随能量降低而增大,导致氧、硅和硼等空位型缺陷的产生;空位分布与声子分布及慢化质子的沉积相同,均满足Bragg峰型分布特性.40～200keV质子的电离和非电离能损均会导致硬质硼硅玻璃微观结构的变化.

摘要:为深入理解功能梯度材料的热断裂行为,研究了热载荷作用下任意热机械属性功能梯度材料板的裂纹尖端特性.利用解析方法推导了不含裂纹功能梯度板的温度场和热应力场,根据叠加法,把热应力场转化为裂纹表面载荷,采用基于非均匀单元的有限元方法计算分析了稳态热载荷下功能梯度板的裂纹尖端特性,并针对不同材料热机械属性分布形式,考察了热应力强度因子的变化规律.研究结果表明,材料属性的分布形式对热应力强度因子的变化规律具有显著影响,这说明只假设材料属性为某一特定函数形式的做法,不能充分反映各种实际功能梯度材料属性分布形式对裂纹尖端特性的影响.

摘要:模仿泡沫金属的生产原理建立了泡沫金属微结构几何模型,结合自编的光滑质点流体动力学程序进行了超高速撞击数值模拟,分别对6种形式的填充泡沫铝防护结构进行了仿真计算,比较了其撞击极限性能.结果表明当泡沫铝处于适当的位置时,填充泡沫铝结构的防护性能优于相同面密度的填充实心铝板结构.通过不同防护结构碎片云特性参数的对比分析表明,泡沫铝对小尺寸碎片的防护效果显著,其微结构能够使碎片云的法向动量有效分散,并通过多次加载使得碎片云液化、气化的比例大幅提升.

摘要:通过对经退磁处理的光滑和切口试件在不同程度拉伸变形下的在线磁信号的测量,研究了塑性变形对磁记忆效应的影响.光滑试件在弹性和均匀塑性流动阶段磁场分布近似为斜直线,仅到颈缩后才在应力集中部位产生明显的磁场畸变;切口试件在屈服以后即出现畸变特征,基于位错理论分析了异常波波高增加的原因,利用磁信号水平线图可定性判断应力集中区破损发展的趋势;并借助回归方程拟合了峰-峰值与应变之间的幂函数关系,可用于塑性变形程度的度量.经分析表明,虽然光滑和切口试件的断裂机理不同,但在局部损伤区均会出现波峰-波谷的畸变特征,可用于应力集中的早期识别.

摘要:针对低轨道对地凝视小卫星的姿态控制问题,设计了一种鲁棒控制器.首先推导了基于误差四元数和误差角速度的运动学和动力学方程;设计了对地凝视小卫星的鲁棒姿态控制器,并通过Lyapunov方法证明了该控制器的全局稳定性,该控制器由PD控制部分和一个附加部分构成,形式简单,对外界干扰和模型不确定性具有良好的鲁棒性;仿真结果表明,在参数不确定性及外干扰存在时,所设计的控制器能够实现卫星的对地凝视.

摘要:针对传统的侧向制导方法在气动参数存在不确定性时,因气动力和倾侧角剖面的变化而造成较大的制导误差,提出了一种基于动态航向角误差走廊的侧向制导方法.根据参考航向角误差走廊和实际升阻比的估计值在线调整航向角误差门限.在飞行轨迹末端根据当前速度和航向角误差的导数对反转点进行预测.该制导方法对气动参数摄动具有较强的鲁棒性,并避免了不必要的反转.仿真结果表明了该方法的有效性.

摘要:在认知用户传输功率受限的情况下,分析了瑞利衰落模型下的认知用户效用及其优化过程,提出了基于注水线不断调整的认知用户功率分配及通信效用计算算法.将该算法应用到认知无线电频谱分配中,进而提出了一种基于信道二分法的认知无线电频谱分配机制,以此得到了不同优化模型下的用户效用.仿真表明,基于比例公平的优化模型在获得较高效用的同时具有较高的公平性.

摘要:针对UWB(Ultra Wideband)系统在不同室内环境下信道不同对ISI抑制带来的影响,提出了一种可调观察窗口长度分数间隔线性均衡的(AOWL-FSLE)均衡接收机.该接收机能够根据室内信道不同,自适应地调整观察窗口长度.研究结果表明,当信道变化时,与固定观察窗口长度分数间隔线性均衡的(FOWL-FSLE)均衡接收机相比,该接收机能够更有效地抑制ISI影响,提高系统的BER性能.

摘要:为准确描述重构过程中自重构机器人的拓扑关系,提出一种基于关联矩阵的UBot自重构机器人拓扑描述方法.在分析UBot自重构机器人系统的模块运动特性的基础上,建立了重构过程中关节状态表;对模块间可能存在的连接和方位关系进行分析,建立了一种二进制数表达法;以蠕虫构型为例,建立了其对应的数学拓扑描述矩阵.该矩阵不仅描述了模块的地址、模块连接状态和方位关系信息,还准确表达了各个模块的关节角状态信息.该拓扑描述方法为自重构机器人的构型匹配和重构算法研究提供了一定的理论基础.

摘要:针对传统人工势场法应用于移动机器人路径规划存在的缺陷,建立了改进的人工势场模型:使用势场强度代替力矢量进行路径规划;在障碍物的斥力势场中添加系数项,解决障碍物与目标点过近导致的目标不可达问题;考虑移动障碍物速度与机器人速度的影响,将速度信息引入到势场函数中;引入"填平势场"引导机器人走出局部极小点.在改进人工势场模型基础上,将各种势场强度用代数和方式叠加,用遗传信赖域算法搜索机器人在一个采样周期中移动范围内的势场强度之和最小的点,多个最小点构成全局优化路径.实验结果表明,该方法能够较好地实现动态环境下移动机器人的路径规划.

摘要:针对高度耦合的月球车轮地相互作用力学积分模型很难在实际中应用的问题,采用应力分布线性化、忽略比重较小的耦合项等方法,推导了解耦的封闭解析模型.利用轮地相互作用测试平台,对具有不同尺寸和不同轮刺的6种车轮进行试验.基于解耦模型研究了土壤参数的辨识方法,对轮地作用过程中的8个未知参数进行了辨识,并利用试验数据验证了该方法的合理性.由于辨识的参数对于简化误差具有补偿作用,解耦解析模型可以对挂钩牵引力、驱动阻力矩、沉陷量、滑转率等进行精度较高的预测,进而可以较好地应用于月球车的动力学仿真和控制算法设计.

摘要:为了研究乌贼喷水过程中的流场状态,为仿生乌贼机器人的研究提供理论基础,用CFD软件对乌贼的喷水过程进行了数值模拟.建立了简化的乌贼身体模型,用动网格技术模拟外套膜的收缩动作,对其二维轴对称、不可压缩、层流时的瞬态Navier-Stokes方程进行数值求解,仿真不同的外套膜收缩速度及不同直径喷嘴喷射后涡流环的形成发展过程,验证临界涡流环的存在条件为涡流环形成数为4,同时还对喷射过程中所受到的推进力进行了相应的对比计算.结果表明,该计算模型能较好反映乌贼喷射过程,数值模拟结果与文献中实验结果基本吻合.

摘要:对转速为1.6×105r/min的精密摆角铣头主轴系统的2种气体静压轴承,即双排孔圆柱轴承和闭式平面止推轴承进行设计研究.对两种气体静压轴承在不同节流方式、不同节流孔直径下的最佳气膜厚度和对应的最大刚度进行设计计算,得到该轴承结构参数对其刚度的影响规律.利用FLUENT软件对所设计轴承的气体流动状况进行数值模拟,得到偏心距变化引起该轴承刚度和承载能力变化的规律,并优化了摆角铣头气体轴承的结构参数.结果表明:当轴承在小偏心(ε<0.3μm)以及极小偏心下工作时,刚度为常数,轴承的承载能力随偏心距的增大而增大.

摘要:为研究硬盘驱动器斜坡加载/卸载过程中,磁头/盘界面及磁头悬臂/支承件接触面的摩擦学及动力学特性,建立系统运动微分方程,提出基于PDE的超薄气体润滑气膜力求解方法,并对卸载过程中的浮动块/悬臂及斜坡/提升臂的接触特性进行仿真,分析提升臂刚度和提升臂/斜坡的接触刚度对作用面接触变形、接触力及浮动块动态特性的影响,以及斜坡过渡圆角对运动稳定性的影响.结果表明:基于PDE的气膜力求解方法具有足够的求解精度;提升臂刚度、接触面刚度及斜坡过渡圆角是影响硬盘加载/卸载过程磁头滑动块稳定性的主要因素.研究结果为硬盘磁头/盘界面的改进和L/UL技术的进一步应用提供了依据.

摘要:对Gough-Stewart机构的结构参数和支腿长度与机构的奇异性关系进行研究。针对3-3、6-3、6-6 Gough-Stewart机构发生Hunt奇异时的位形特点,导出了发生Hunt奇异时结构参数和支腿长度所需满足的关系式。将该关系式作为一个判定公式,判断给定几何结构参数和支腿长度的Gough-Stewart机构是否存在或靠近Hunt奇异位形,并利用两个实验验证了判定方法的有效性。该公式简洁,非常适合于工程应用,为并联机构的工程设计提供了一种简便直观的Hunt奇异性判定方法。

摘要:为了更准确的评测Multiagent系统可靠性,提出了将通讯可靠性、单元可靠性及系统拓扑结构都考虑在评测过程中的综合评测方法.该方法概括出Multiagent系统的结构,釆用基于马尔可夫过程的方法,分析通讯可靠性、单元可靠性等因素对集中式、分布式及联邦式Multiagent系统可靠性的影响,并给出了系统可靠性评测模型.仿真结果表明,该方法能够将复杂系统的可靠性评测问题分解为简单的形式.针对各分解后的结构进行评测,进一步得到了整个系统的可靠性.

摘要:为解决已有的克隆代码及相关缺陷检测工具无法分析大型程序代码,又不能识别经过修改了的克隆代码的问题,在改进基于频繁子序列挖掘的克隆代码检测模型基础上,提出了基于序列挖掘的C克隆代码及标识符重命名不一致性缺陷检测模型.该模型改进了已有的忘记修改某标识符缺陷检测子模型,并增加了错误修改某标识符缺陷检测子模型,通过计算标识符未改变率来检测标识符重命名不一致性缺陷.实验表明,该模型能在克隆代码检测的基础上检测克隆代码引起的相关缺陷,降低了漏检率和误检率,适用于2种标识符重命名不一致性缺陷的检测.

摘要:为了准确预估转捩起始点位置,采用考虑转捩的γ-Reθ湍流模型,对锥体高超声速流场和平板激波/边界层干扰流场进行了验证,有效地预测了边界层转捩位置、激波/边界层干扰的复杂波系结构、分离流动以及气动加热现象,且比传统的湍流模型具有更高的可信度.设计了三压缩角和等熵压缩型面进气道流场,计算结果表明,等熵压缩型面设计具有较好的喉部通流能力和较高的总压恢复性能,在进气道喉部之后,两方案性能基本一致.

摘要:为节省涡轮叶栅气热耦合数值模拟时间及提高计算结果准确度,将应用较为广泛的迪图斯-贝尔特和格尼林斯基管内对流换热系数准则式应用于NASA-MarkII高压燃气气冷涡轮叶栅气热耦合换热计算中,换热系数准则式引入温度差和入口效应等考虑涡轮内冷腔几何及工况的修正因子.采用商用软件CFX11.0的不同湍流模型进行数值模拟计算,计算结果表明,在气冷涡轮叶片的冷却通道、冷却孔等位置,采用经过修正的对流换热系数实验准则式能够得出与实验结果较为吻合的计算结果.准则式的应用,省略了冷却通道流体域求解过程,避免了湍流模型对冷却通道流体的计算误差和冷却通道湍流特性边界条件不确切给定带来的结果误差.

摘要:为研究氧气浓度变化对煤燃烧特性的影响规律,利用热重分析对4种煤样在不同氧气体积浓度(21%、30%、40%、70%、100%)条件下的燃烧特性进行实验研究,根据实验结果分析氧气浓度对不同煤样燃烧动力学参数的影响.结果表明:随着氧气浓度的增大,煤样的着火温度及燃烬温度均呈下降趋势,且燃烬温度相对于着火温度下降得更快,煤粉着火时间提前且燃烧时间缩短,最大失重速率增大;煤粉燃烧符合一级反应规律;随着氧气浓度的增大,煤种的表观活化能增大,频率因子也增大,且从褐煤到无烟煤,表观活化能增大的幅度越来越大.

摘要:为了提高发动机的经济性、可靠性,研究了以纳米流体作为冷却系统内的新型高效换热工质时的传热效果.分别对水、TiO2纳米流体、Al2O3纳米流体和CuO纳米流体的冷却效果进行了模拟研究,得到了冷却系统的换热系数及压力分布图.研究结果表明:TiO2、Al2O3和CuO这3种纳米流体能显著提高发动机的散热性能,与水相比,三者的平均表面换热系数分别提升了10.82%、8.43%和11.24%,而泵功则分别只增加了1.06%、1.30%和1.98%.以纳米流体作为冷却介质时,能以很小的泵功损失增加量带来换热系数的大幅度提高,有利于增强冷却系统的换热.

摘要:为更好地得到液态金属的流动和传热特性,模拟了液态金属流体镓(Ga)自然对流流动和传热过程.采用单流体模型研究液态金属流体Ga的流动特性和传热机理,考虑边界条件对自然对流的影响,选用合适的边界条件进行了模拟.结果表明,该工况下的传热以导热为主,速度矢量是顺时针旋转分布,并与实验数据较好吻合.Gr数对液态金属Ga自然对流影响的数值模拟表明,随着Gr的增加,液态金属的换热逐渐以对流换热为主.

摘要:为解决数据挖掘中存在的数据漂移和客户价值分布不平衡问题,采用了分阶段聚类和代价敏感支持向量机的新方法.新方法首先对全部客户聚类得到特征相似的客户群,然后用某个区域客户属于某客户群的后验概率对城市进行聚类,具有相似后验概率分布的城市群被认为是具有类似的客户结构,每个城市群的客户组成了新的客户样本,对每个样本分别进行代价敏感分类,并完成客户细分.对比实验表明,该方法提高整体预测准确率和高价值客户识别能力,降低模型错误分类代价.改进的方法能在保证分类准确率的同时,更有助于企业锁定高端客户,动态地调整区域市场战略.

摘要:为降低行人事故中的行人头部损伤,研究了面板为钢板芯材为PVC泡棉材料的夹层材料发动机罩的行人头部保护性能.应用Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka均匀化方法将该夹层材料等效为各向异性材料并计算该材料的力学性能,应用Ls-dyna动力分析软件进行仿真分析.分析得出当夹层材料等效参数为:厚度0.82mm,密度为5798kg·m-3,杨氏模量E1=E2=146.42GPa,E3=0.1396GPa,泊松比v21=0.3,v31=v32=0.0029,剪切模量G12=56.31GPa,G23=G31=44.45GPa时成人及儿童头部均能获得较好的保护性能.研究结果表明合理设计夹层材料参数能够有效降低行人头部损伤值.

摘要:为了进一步研究脉冲爆震发动机(PDE)的有效推力,对影响有效推力的因数进行了研究.采用旋流式气动阀,在爆震管直径60mm内成功实现了吸气式汽油/空气PDE的连续爆震燃烧.冷态状态下研究了PDE阻力和爆震管填充速度与冲压来流速度的关系,热态状态下研究了气动阀推力壁压力.对一个工作周期正反向推力和阻力的计算结果表明,PDE在频率10Hz时就能产生连续有效推力,但实际很难测得冲压进气时的有效推力.对PDE获得连续有效推力因数的复杂技术系统进行研究,结果表明,PDE的工作频率、爆震强度、内外阻力是获得有效推力的决定因素,其中扰流器阻力是关键.

摘要:为提高数字电视多媒体广播(DTMB)系统抗相位噪声的能力,提出了利用DTMB系统保护间隔内所填充的PN序列的时域公共相位误差校正方案,以及利用传输参数信令(TPS)的判决辅助子载波间干扰抑制方案.计算机仿真结果表明,该方法可有效地抑制接收机本振相位噪声引起的相位旋转和子载波间干扰,降低系统误符号率.而且时域公共相位误差校正方案具有抗噪声、抗干扰能力强的优点.

摘要:为促进直喷式汽油机冷启动工况下缸内均匀混合气的形成,提出一种应用于直喷式汽油机的新式供油系统——复合供油系统.采用三维数值模拟方法,探讨其低压供油部分喷油器位置的优化设计,分析复合供油系统对直喷式汽油机冷启动工况下缸内油气混合状态的影响.结果表明,选择适当的低压喷油器位置对进气歧管内油气混合过程以及进气冲程中进入缸内的混合气浓度影响很大,复合供油系统能够改善冷启动工况下缸内空燃比分布,促进缸内油气充分混合,降低HC排放.

摘要:为解决汽车悬架运动学特性参数优化难题,提出用数学语言描述悬架运动学特性参数的约束条件,及利用牛顿迭代法进行优化的方法.该方法能快速找出所需调整的设计变量,并能快速有效地搜索到最优解,适合于多设计变量、多目标函数的优化.针对某样车后悬架前束角及外倾角存在的问题,应用该方法对目标函数影响较大的设计硬点坐标值进行优化.结果表明,2次迭代后,使悬架运动学特性达到较为合理的设计状态.