摘要:以绳系辅助离轨系统为背景,考虑系绳质量和柔性因素,利用微元法建立柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学模型;针对动力学方程的复杂的非线性和强耦合问题,采用伽辽金法进行离散化处理、求解及分析;并通过数学仿真来验证和分析柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学特性.仿真结果表明,在绳系辅助离轨系统的展开过程中,系统的横向和纵向运动的位移量不断增加,而横向和纵向运动的振动频率和幅值不断衰减;且系统的展开状态参数—展开摆角和系绳张力的振动幅值也逐渐衰减,从而表明随着展开长度的增加,由于系绳柔性而产生的振动运动逐渐衰减,并趋于稳定的空间驻形.

摘要:为实现对大范围运动刚柔耦合系统的振动抑制,提出基于一次近似动力学模型的输入成形控制方法.针对中心刚体-柔性旋臂梁系统,在变形位移的描述中计及纵向变形的二次耦合项,建立一次近似动力学模型用于振动控制.考虑到大范围运动刚柔耦合系统中柔性梁有别于结构动力学中定边界梁的模态特性,设计抑制柔性振动的鲁棒多模态输入成形器.仿真结果表明,该策略在完成大角度机动的同时成功地抑制了柔性梁的振动.

摘要:系统考察了利用Delaunay三角化实现SPH(smoothed particle hydrodynamics)算法后处理的途径.针对非凸物质域上SPH粒子点集的最小凸包的Delaunay三角化,会得到一些并不属于物质域的空白单元,提出一种"单元称重"算法,通过SPH求和近似获得单元的加权质量,利用不属于物质域中的空白单元的加权质量比其节点的平均质量小很多的特点,将它们从单元集中过滤掉.将过滤后剩下的单元作为有限单元并结合SPH粒子上的计算数据,导入到通用后处理软件Tecplot中,可以实现SPH计算结果的可视化,从而为SPH算法的后处理提供了一种简洁实用的途径.算法的适用性在具有材料飞溅和粒子不均匀分布的算例中得到了验证.

摘要:针对卫星姿控系统的鲁棒故障诊断问题,在未知输入观测器(UIO)基础上,提出利用非线性未知输入观测器(NUIO)对执行机构和敏感器故障诊断.考虑姿控系统存在外部干扰以及系统不确定性,建立姿控系统非线性模型,设计NUIO对部分干扰和系统不确定性解耦,令未解耦部分到系统残差H∝范数作为性能指标使之最优,运用线性矩阵不等式(LMI)求解观测器增益矩阵.最后,对执行机构和敏感器发生突变故障和缓变故障进行诊断仿真,结果验证此方法的有效性.

摘要:为解决目前的卫星定姿系统没有考虑实际工作状态的变化,即缺乏剔除污染数据的故障规避模块,并简单采用固定的融合方法对所得数据进行处理,脱离定姿环境的实际情况的问题,提出了一种基于NFE模型的智能融合算法.该算法引入波门预处理技术对污染数据进行有效剔除,然后通过NFE模型计算定姿系统置信度,根据不同的实际情况选择相应融合方法,以适应敏感器工作状态的变化,从而提高定姿精度.仿真结果表明,本定姿方法可以剔除实际定姿环境中因干扰引起的数据污染,并可根据实际工作状态变化智能选择相应的融合方法.在卫星定姿系统中加入本文提出的故障规避模块和智能选择模块,可以实现更高精度的卫星定姿.

摘要:为提高校验矩阵的构造效率,对子矩阵的移位系数的选择提出了合理的理论准则,并提供了一种直观且合理的寻找矩阵中闭合环路的方法以简化构造过程.以AWGN信道仿真考察了采用这种改进方法构造的PS-LDPC码的译码性能.仿真结果证明采用此改进算法构造的PS-LDPC码具有更优的BER性能.

摘要:为提高空间机器人关节驱动系统的可靠性,研制具有多种传感器的模块化关节,提出基于多传感器的关节故障检测算法及关节的容错策略,并根据关节运动速度大小建立阈值自动调整策略.试验结果表明,采用该算法,克服了基于模型关节故障检测策略对模型的依赖,并保证关节在低速和高速范围内,均可快速地检测关节出现的故障,保证关节安全稳定运行.

摘要:为了建立飞行员追踪控制策略模型,结合滑模控制和最优化控制的优点,提出了使系统从初始状态在切换超平面上的滑模最优化控制方法,该切换超平面随时间变化,并使系统只具有控制过程的滑模阶段,确保了系统的全局鲁棒性和稳定性.针对目标函数中加权矩阵的选取,改进了H∞控制中加权矩阵选取的随机搜索算法,得到了最优化控制加权矩阵的计算方法.为了使系统状态在最短时间内到达捕获控制切换超平面,采用滑模控制理论建立了飞行员捕获控制模型.建立了多输入多输出的从捕获任务到追踪任务的飞行员变策略控制模型,选取主要的控制偏差作为从捕获控制到追踪控制切换的判据.仿真结果表明,所提出的飞行员变策略控制符合其实际控制行为特征.

摘要:为了实现结构复杂的灰度不均匀图像的快速准确分割,提出一种融合局部能量和梯度敏感性的水平集方法,采用梯度敏感的能量函数改进局部能量最小化水平集方法,并利用灰度全局信息自动初始化水平集.局部能量函数由局部灰度拟合函数定义,是水平集的外部驱动能量,适用于分割灰度不均匀图像.梯度敏感项依据图像特性,自动判定对水平集的驱动方向,其外部能量函数能加速零水平集向目标边界的运动,内部能量函数则推动零水平集离开平坦区域.该方法提高了水平集演化的速度和稳定性;通过调节水平集对不同强度边缘的敏感度,能够提取出弱边缘;而且不需要交互式操作.实验结果表明,该方法在分割灰度不均匀图像时,具有快速、准确和鲁棒性好的特点.

摘要:为了深入研究建筑物表面红外反射分布特性和散射分布特性,选择建筑外饰面常用的3种典型材料(如花岗岩、铝板和镀膜玻璃),通过自行搭建双向反射分布函数(BRDF)实验台,利用聚四氟乙烯粉压制的标准白板(近似朗伯体)为单一参考试样,分别用0.632 8、1.340 0和3.390 0μm波段3种激光器,在不同的入射角度下,对各材料表面的BRDF分布进行了测量.结合其表面粗糙度并通过实验数据探讨了其表面反射特性与散射特性,指出了镀膜玻璃表面在近中红外区(入射波长为3.390 0μm)其表观上反射存在多峰值的现象,同时其BRDF分布值较0.632 8和1.340 0μm的有明显提高.该研究结果表明:不同入射波长时镀膜玻璃表面反射具有较大的差异性.

摘要:为提高清分系统中纸币污损检测的准确率,减少撕裂和笔迹等污损对检测的影响,提出了一种基于小波分解的污损检测算法.采用仿射变换和小波变换进行纸币图像配准,运用Kirsch算子提取图像边缘信息,通过计算边缘强度差提取出纸币图像的污损特征,将纸币图像划分为若干个固定大小子区域,通过对每个区域的污损特征统计来判断该区域是否存在污损.实验结果表明污损特征对于图像灰度值相对变化具有较强的抗干扰能力,同时具有高识别率与高稳定性.

摘要:为解释心肌缺血诱发心律失常的机理,基于精细的人体心脏解剖数据,构建了一个整合的人体心室组织模型,并模拟了心肌缺血对折返波的影响.在处理无通量边界问题上,采用相场法来自动处理复杂的边界条件.通过增加缺血区域内细胞外钾离子浓度值,模拟了心肌缺血环境下折返波的传播过程.实验结果表明,折返波会随着缺血程度的改变而变化.随着缺血程度的增加,折返波越来越不稳定,甚至会发生断裂现象.缺血组织的心肌细胞动作电位也将发生改变,导致动作电位的空间不一致性.

摘要:为了满足代码分析对多语言静态信息提取的需求,克服当前构建单语言提取重用率低、过程复杂等不足,采用直接修改GCC特定解析阶段源代码的方法建立统一的提取接口.针对所需静态信息的不同,按GCC内部机制,提出了运行改入点与内部辅助函数重用相结合的提取方法,具体包括类型和函数声明信息的采集、函数体内程序语句的遍历以及多语言统一中间表示的获取,重用了GCC内部高质量代码,从而降低了构建静态信息提取所需的重复开销.通过对比试验表明该方法程序语言解析能力稳定健壮且效率高,能够直接提取大型开源程序的静态信息.

摘要:为了提高武器-目标分配(WTA)问题的求解效率和性能,提出了一种用离散粒子群(DPSO)算法求解此问题的新方法.对粒子群算法中的速度和位置进行了重新定义,使其可求解WTA这类离散组合优化问题,并采用贪心的启发式策略对迭代产生的方案进行调整,以利于快速找到最优或次优的分配方案.算法测试表明新算法执行速度快,结果令人满意,提出的算法能快速给出WTA问题的最优或近优分配方案.

摘要:为了保证熔滴沉积增材制造工艺中熔滴间的良好结合及成型精度,对熔滴与基板碰撞后的变形及凝固过程进行数值模拟研究.采用两相流模型,结合自由表面跟踪算法和凝固界面跟踪算法,建立了熔滴变形及凝固的耦合计算模型并求解.分析计算结果表明熔滴温度场变化与形态变形过程相吻合;熔滴与基板的接触部分瞬时就发生了凝固,因此凝固层半径和熔滴外观铺展半径相等,碰撞速度较熔滴温度对熔滴凝固形态的影响更大.提出了碰撞过程半凝固的概念,通过计算得到了半凝固状态的时间、铺展半径和凝固层高度等参数.相邻两颗熔滴结合,当前一颗熔滴处于半凝固状态时,其后一颗熔滴与之结合的效果最好.

摘要:运用Archard磨损定律以及接触力学理论,研究了燃机端面齿楔形接触面在不同交变载荷力作用下接触面接触压力、接触宽度、间隙量、滑移量等接触特征参数随磨损过程的变化发展规律.结果表明,接触齿面的磨损是由于接触面间反复的相对滑动、磨损导致了接触面几何形貌以及接触压力的改变,这些因素又反过来影响磨损过程.各参数具有时间依赖性,并且之间存在不可分割的关系.将计算结果与试验结果进行比较,证明该计算模型具有有效性和合理性.

摘要:为了实现对高性能计算机系统大规模失效数据的自动分析和预测,引入了基于信息论的联合聚类思想提取非线性相关失效数据对象.根据失效特征非线性相关性对失效数据进行归类,并给出用于聚类的失效特征标签的定义,以此为基础提出以互信息熵作为相似性度量的非线性相关失效数据联合聚类算法,并从理论上论述了算法的收敛性和局部最优性.实验结果显示联合聚类分析算法具有良好的运行性能,成功聚类出非线性相关的失效数据对象,验证了联合聚类分析方法用于失效预测的有效性.

摘要:为了评估数控(NC)机床的可靠性,提出了用AIC、BIC信息准则选择多台NC机床故障间隔时间的分布模型和模型参数的方法.用Fisher信息矩阵法(FM)给出了模型参数和机床平均寿命的可靠度及可靠度为90%时的工作保证时间的区间估计,用Monte Carlo(MC)仿真法扩大少样本数据的样本容量,提高了区间估计的精度.结果表明,平均寿命的可靠度及可靠度为90%时的工作保证时间的区间估计长度分别减少了93%、95%.

摘要:为提高核最小均方误差(Kernel Minimum Squared Error,KMSE)方法的计算效率,利用特征空间中不相关的样本矢量("基样本"),提出了一种快速KMSE算法,并利用"基样本"与一个样本间的核函数对该样本抽取特征.在入侵检测数据集KDDCUP1999和其他基准数据集上实验表明:该方法不仅高效,并且分类和检测效果良好,"基样本"只占训练样本的很小一部分比例,使用它们可以显著提高特征抽取效率.

摘要:本文研究以滑块和滚转轴稳定条RSB(Roll Stabilizer Bars)作为执行机构的太阳帆航天器的姿态控制,分析了姿态控制机构的物理模型,利用欧拉方程建立了太阳帆的姿态动力学模型.针对此类模型,设计了太阳帆航天器三轴姿态控制系统,通过数值仿真研究了三轴姿态控制的短期响应特性.最后以中科院空间中心提出的SPORT(Solar Polar Orbit Radio Telescope)任务为背景,研究了在轨道转移过程中太阳帆的姿态控制效果.仿真结果表明,基于滑块和滚转轴稳定条控制的太阳帆能够满足大角度快速的姿态机动要求,从而实现任务要求的目标轨道.

摘要:为了构造更多的几乎最佳二进阵列偶和几乎最佳屏蔽二进阵列偶,扩大其应用范围,采用复合乘积法、二维周期乘积法以及折叠变换法,利用最佳二进阵列偶、几乎最佳二进阵列偶和几乎最佳屏蔽二进阵列偶等已知的最佳离散信号,可以构造出大量的几乎最佳二进阵列偶和几乎最佳屏蔽二进阵列偶等新的具有良好循环相关特性的最佳离散信号.实验证明这2种最佳离散信号不受体积为4t2的束缚,从而找到更多的最佳离散信号实例.

摘要:为了研究面齿轮传动的非线性动力学分岔特性,建立了包含支承、齿侧间隙、时变啮合刚度、综合误差、阻尼和外激励等参数的系统弯-扭耦合动力学模型,并使用PNF(Poincaré-Newton-Floquet)方法对系统进行了求解.计算结果表明:当时变啮合刚度幅值系数从0.4增加到0.5时,系统会由倍周期分岔进入混沌;当啮合阻尼比由0.061 000 0减小到0.060 000 0时,系统会经过拟周期分岔进入混沌;当量纲一化综合传动误差幅值从0.120减小到0.112时,系统会发生边界激变后进入混沌.

摘要:为解决斜交弧齿锥齿轮耦合多转子系统振动分析的问题,提出了一种振动分析建模方法.利用单节点6自由度振动微分方程通式,建立了单转子系统的振动微分方程;采用斜交弧齿锥齿轮副的总体耦合矩阵,将各单转子系统的振动微分方程耦合,得到整个齿轮耦合多转子系统的振动微分方程.求解多转子系统的振动方程,得到多转子系统的固有特性、振动响应和涡动轨迹等.计算结果表明,由于齿轮的耦合作用,多转子系统产生了新的模态;一个转子上的不平衡力可以激起其他的转子响应;轴交角的改变会使各节点的涡动轨迹发生改变;在进行振动分析时,必须考虑轴交角的影响.该振动分析建模方法是可行的,计算结果是可靠的.

摘要:实验测试了不同电池操作温度和反应气加湿温度下,反应面积为256 cm2商用质子交换膜燃料电池的性能,通过对极化曲线的测量,重点分析了操作温度与加湿温度对不同厚度质子膜含水量及电池阴极水泛滥的影响.结果表明,质子膜含水量及阴极液态水移除主要取决于加湿温度和操作温度的最佳匹配.当操作温度低于加湿温度时,电池性能随操作温度升高而提高;反之,电池性能随操作温度升高而下降.在相同电池温度和加湿温度下,Core 57电池性能优于Core 5621,因为较薄的Core 57更容易保持膜的含水量.低操作温度下,较薄的Core 57电池阳极或阴极仅需一侧加湿即可维持膜的含水量,因此一侧加湿时的电池性能优于两侧加湿时的.而对于较厚的Core 5621,无论操作温度高低,阴阳极两侧需同时加湿才能保证膜的含水量;因此,对于采用较厚质子膜的商用燃料电池,操作时必须保证阴阳极同时加湿.

摘要:为解决航电软件仿真测试环境中的通用异步和周期实时通讯问题,设计了一种反射内存网实时通讯协议(MSTP).基于反射内存网SCRAMNet设计协议,介绍了协议内存布局,描述并实现周期和异步数据的发送和接收过程,对协议进行测试以表明设计可行性.最后,给出了较为完善的系统开销计算模型.

摘要:为提高整体叶轮精加工展成运动设计效率和加工精度,对精加工阴极表面进行离散化处理,研究其成型规律,建立了成型规律的数学模型,提出以叶片拟合型面母线的法向偏置线为基准进行展成运动轨迹设计.利用得到的数学模型对展成运动的合成进给速度进行优化设计,从而控制加工中去除材料的厚度.实验证明,以该数学模型为基础的展成运动设计方法可以精确地控制实际加工中去除材料的厚度,提高展成运动设计效率.

摘要:为了解决现有特征选择算法没有同时考虑特征之间以及特征与类别之间的相关性,且存在计算量大、适用范围窄等问题,从均方误差最小的分类训练准则出发,并借鉴线性鉴别分析的思想,提出了一种类内方差与相关度结合的特征选择算法,并使用核方法将其推广到可以解决非线性分类的特征选择问题.该算法不仅同时考虑了样本特征之间以及特征与分类标号之间的相关性,而且使得类内方差最小,有效地提高了分类器的性能.仿真实验表明:该算法适用于对特征数量多、特征相关性强的数据集进行特征选择,其选择的特征子集能够显著提高分类精度,具有较大的优越性.

摘要:针对随机优化算法计算量大和最优响应面法容易陷入局部最优的缺点,采用EI最优策略综合平衡响应预测值及预测精度,建立了高效的优化系统.使用该方法进行了翼型气动外形优化设计,结果表明该方法将翼型阻力系数降低22%,具有良好的优化精度,而总计算耗时与粒子群算法相比约降低68%,说明了该方法的可行性和有效性.

摘要:为了研究波浪对水下航行体出水过程的影响,将二阶Stokes波的波面运动速度耦合到入射边界条件中,得到了与理论值吻合良好、精度较高的非定常数值波浪;研究了五级海情条件下,水下航行体模型水下垂直发射时波浪对其流场、力学特性等的影响.结果表明,水下航行体近水面时,受波浪引起的旋涡的诱导作用,航行体两侧附体旋涡位置、尺寸等差别较大,航行体受到绕z轴逆时针方向的力矩作用而向左侧偏转,水下航行体尾部完全出水后偏移量为1 m左右.该研究结果为真实海情的水下航行体技术奠定了理论基础.

摘要:为了研究工艺参数对泡生法蓝宝石晶体生长过程及其晶体质量的影响,在自行研制的泡生法蓝宝石晶体生长炉上进行了试验.调整籽晶热交换器水流量及进水温度,并在等径生长期间采用不同的维持功率下降速度,结果表明:热交换器冷却强度对引晶及放肩阶段晶体生长有显著影响,并逐步减弱;维持功率下降速度直接影响等径生长阶段的晶体生长速度和晶体质量,下降太快将导致晶体缺陷密度增加,严重时形成多晶.在晶体生长过程中,合理调节籽晶热交换器的冷却强度,谨慎操控维持功率下降速度是蓝宝石单晶生长成败的关键.