摘要:为了更方便地使用Cosserat杆模型对各种细长结构进行动力学建模,在该杆模型的框架下通过引入描述固连在杆横截面随其一起运动的初始变形、初始横截面转动以及横截面间的初始接触力和力矩等变量,建立了考虑预应力的细长曲杆的Cosserat动力学模型. 在得到的模型的框架下,基于相应的物理假设,从数学演绎的角度推导了桥梁建设中广泛应用的具有初始垂度的拉索以及圆拱梁的动力学方程,结果与文献中采用其他方法得到的相应的动力学方程一致. 由于Cosserat理论采用了精确的几何构形,这里导出的细长预应力曲杆动力学模型不仅保留了所有的几何非线性特征,而且具有很好的普适性,通过它可以容易地导出实际工程问题中细长结构的非线性动力学模型.

摘要:基于解析预报与数值寻优相结合的方法,本文研究机动发射的弹道导弹飞行诸元快速设计问题. 首先,利用线性回归方法建立了导弹诸参数与发射信息之间的多项式拟合关系式,利用该式可以得到飞行方案诸参数迭代初值；然后,以弹道落点纵向偏差、横向偏差及弹道顶点高度偏差平方和极小为指标函数,采用Levenberg-Marquardt方法搜索诸参数精确解；最后,以民兵III弹道导弹为例,对所提方法进行了仿真验证,研究结果表明,该方法计算量少,适合已定参数的导弹大范围机动发射的快速计算,且在落点精度要求不高的情况下,可以用解析表达式的解作为弹道飞行方案诸元的值,对目标进行打击.

摘要:将升力式再入飞行器的覆盖范围生成问题转化成满足再入约束条件下的最大纵程、最小纵程、最大横程以及一定纵程下最大横程的轨迹优化问题,采用序列梯度-修复算法来解这一系列的轨迹优化问题,最后进行了仿真分析．仿真结果表明:本文采用的方法合理可行,升力式再入飞行器的覆盖范围为一个左右不对称的扇形区域．

摘要:针对拦截卫星的末端轨道拦截任务,研究了基于状态反馈的轨道控制器设计方法．考虑系统参数不确定性,建立了相对运动模型．同时考虑系统有限时间二次型性能指标、控制输入限幅和极点配置,提出了多约束条件的控制器设计问题并给出了控制器的设计方法．该方法采用线性不等式技术,根据Lyapunov稳定定理推导出控制器存在的充分条件,并将控制器的设计转化为一个凸优化问题进行求解．仿真结果表明,设计的控制器能够使系统稳定,并且能在获得最优系统有限时间性能的同时满足控制输入限幅和极点区域限制．

摘要:为提高通信保障航天器天线指向精度,提出一种基于粒子滤波的通信保障航天器相对导航方法,获得两个航天器间更精确相对位置和速度．该方法利用测量距离远、覆盖率高和可全天候工作的无线电设备为主要测量部件,利用粒子滤波在非线性系统滤波上的优势,进行相对位置和速度的估计．仿真结果表明,新算法能够有效降低测量误差,提高相对位置和速度估计精度,保证通信保障航天任务的有效进行．

摘要:为了验证以星敏感器和速率陀螺作为卫星测量元件时,粒子滤波算法在姿态确定中的有效性．采用修正的罗德里格参数作为姿态参数建立了有陀螺和无陀螺两种模式下的系统状态方程和测量方程,并利用粒子滤波(PF)算法进行了姿态估计．和扩展的卡尔曼滤波(EKF)算法进行比较,仿真结果表明:PF算法在小初始估计误差下能够收敛,且具有和EKF相当的精度．大初始估计误差时,EKF算法不能收敛而PF算法仍能收敛．最后验证了PF算法在无陀螺模式下进行姿态确定的有效性．

摘要:在外应力作用下铁磁晶体应力能会增加,其相应的总自由能也会增加,而改变铁磁晶体的磁化状态会消耗能量,并趋向于自由能最低. 通过对45号调质钢和非调质钢试件分组进行三点弯曲疲劳裂纹扩展试验和金相显微镜在位显微观测,并利用TSC-1M-4检测磁场信号,发现调质钢试件的磁记忆信号明显低于非调质钢试件的磁记忆信号,在对试件调质消除内应力后,不同的应力状态对试件的磁场特征信号具有显著的影响.

摘要:为了解决同心圆V形槽结构面源黑体的温度不均匀性产生原因及其对辐射特性的影响等问题,提出了基于蒙特卡洛全光路跟踪的辐射特性评估方法． 首先通过与精密方法的相互比对验证了该方法的正确性及准确程度,而后分析了温度不均匀性的产生原因及变化规律,最后对温度均匀性与辐射特性之间的影响关系进行了研究． 结果表明,槽夹角越小、槽深度越深、工作温度与环境温度差异越大,温度均匀性越差；槽夹角和槽深度还会直接或间接的对有效发射率产生影响． 作为结论,建议采用45°或60°槽夹角,槽深度不宜超过2 mm,建议附加热管技术以及保护套筒结构．

摘要:为提高超宽带系统的抗干扰性能,在分析并行组合扩频通信和超宽带通信系统技术特征的基础上,结合这两种通信方式的技术优势,提出一种基于并行组合扩频的超宽带（PCSS-UWB）通信系统方案,并将高性能的MBOK调制方式应用到该系统. 文章定性分析了基于PCSS-UWB通信系统性能与频带利用率关系,得出系统性能与并行组合扩频技术每次所能传输信息数据比特数有关的结论. 仿真结果表明,当误码率为10-4时MBOK调制方式较传统的PPM调制方式的信噪比有约9 dB的提高.

摘要:为了验证基于Stewart并联机器人的车端关系综合试验台能否满足车端关系试验的要求,进行静态定位精度、最大运动范围、运动学正解、动态跟踪特性和最大输出速度试验．结果表明,试验台最大平移运动定位误差0.1 mm,最大旋转运动定位误差0.1°,远优于车端关系试验实际需求,Stewart并联机器人运动学正解精确,可用于系统状态实时监控;动态跟踪特性中,最大幅值衰减和相位滞后均发生在Y向,分别为0.755 dB和25.92°,明显优于幅值衰减3 dB和相位滞后小于90°的要求;三向平移运动最大输出速度均能够达到0.2 m/s的要求．表明车端关系综合试验台完全能够满足高速列车车端关系试验的要求,并且具备进一步提升性能的空间．

摘要:为了对海量存储中的分布式文件系统的容错能力进行测试,设计并实现了基于海量存储下的自动化分布式文件系统测试平台,采用从服务层和目录文件层进行故障注入的技术,其中包括服务器失效和目录文件操作失败等多种故障. 该平台集成了注入故障工具、系统监测工具和工作负载工具,工作人员可通过平台的主控端进行评测. 通过实验数据表明,该测试平台能够有效评测不同文件系统的容错性能,并对不同存储系统的各项技术指标进行比较.

摘要:为解决海量信息处理中实时访问的"I/O墙"问题,提高海量信息分布式存储系统的性能,提出了一种基于HPC的存储部件新型访问策略. 首先分析了传统访问模型存在的问题；其次研究了存储部件直通路模式的工作机理, 建立了存储系统的多层次、分布式模型,根据不同层次和映射策略实现存储空间物理地址、缓存地址、存储系统逻辑空间地址的连续映射；继而分析了直通路访问模式下的存储路径时间开销；最后在模拟环境下进行存储部件访问的性能测试,并在实际应用系统中对该策略进行验证. 验证测试结果表明,该方法能够有效提高存储系统性能,满足海量信息处理的实时性需要.

摘要:为提高飞机牵引车的平顺性和操纵稳定性,以主动悬架为研究对象,建立飞机牵引车1/4车体模型,提出一种模型参考自适应控制方法．引入广义天棚阻尼控制力并利用最优控制理论得到参考模型,该参考模型在行驶平顺性和操纵稳定性方面均优于被动悬架．采用李雅普诺夫稳定性理论求解自适应控制律,使被控模型跟踪参考模型的动力学状态．仿真结果表明,模型参考自适应控制能够改善悬架系统的性能,其性能指标与参考模型一致,而且对悬架系统参数变化具有一定的适应能力．

摘要:为有效提高GPS静态单点定位的精度,提出了一种基于模糊聚类算法和卡尔曼滤波算法的组合优化方法. 该方法首先对GPS实测数据进行卡尔曼滤波,消除波动较大的数据,然后应用模糊C-均值聚类算法寻求聚类中心,以该聚类中心为最终定位坐标. 实验结果表明,该组合优化定位方法在降低定位成本的同时,可以有效提升GPS静态单点定位精度,采用该方法得到的定位坐标更接近于真实的地理坐标. 

摘要:以深空着陆任务为背景,针对视觉导航过程中由于有限观测能力引起的估计性能不佳问题,研究了一种深空着陆器对偶控制策略．该策略将导航估计不确定性引入系统状态,给出包含与估计方差相关的二次型性能指标评价方法,利用着陆状态可观测性与着陆轨迹之间的耦合特性,合理优化观测轨迹,克服着陆过程中可观测性缺乏问题,大幅度提高系统的导航估计性能,使深空着陆器导航制导控制整体性能得到保障．

摘要:为了解决如何选择合适的基准数据与实时数据进行控制性能评估问题,提出一种基于多变量分类的方法．用一种综合相似因子来衡量当前实时数据和某一工况下数据的相似性,确定实时数据所属的工况,而后再进行控制性能评估,通过仿真结果验证了新方法的有效性．

摘要:为解决组合立体成像系统中立体元图像阵列的存储和传输问题,采用分布式预测编码的方法对立体元图像阵列进行压缩．利用立体元图像间的像素关系,将立体元图像阵列变换成子图像阵列;根据子图像阵列的规律性变化,采用最优位移预测结合PRISM分布式编码结构对子图像阵列进行分级编码．实验结果表明,所提算法的率失真性能明显优于JPEG编码标准;在立体元图像阵列分辨率一定的情况下,组合立体成像系统的显示分辨率越高,本方法的压缩性能越好,对未来高分辨率显示的组合立体成像系统具有更好的适应能力．

摘要:视一种边缘检测法为一个专家,为了解决不同专家检测结果的不一致性以及解决专家选择上的困难,提出了一种基于多专家与主成分分析（PCA）的边缘检测模型. 首先给专家响应建立了统计模型,通过此模型分析得出,边缘检测模型能有效抑制专家噪声；然后利用提出的边缘检测模型融合多个专家的检测信息得到基于多专家的综合检测结果. 实验结果表明,边缘检测模型可获得很好的边缘检测效果.

摘要:为了提高RFID系统中阅读器的标签读取效率,提出了一种列表式读取方式．通过将阅读器内既定标签群体唯一识别号（UID）事先存储于阅读器地址列表中,按照一定规则对地址列表逐个锁定式搜索,完成标签识别．针对阅读器寻呼次数、传输时延以及系统效率等三个重要性能指标,对本算法进行仿真,仿真实验结果表明列表式读取方式较传统的二进制搜索算法性能更具优越性．

摘要:为制造高精度面齿轮,对用碟形砂轮加工面齿轮的数控磨齿方法进行研究．由插齿刀的齿面确定适用于磨削直齿、斜齿面齿轮的碟形砂轮曲面,分析碟形砂轮磨削面齿轮的展成原理,通过坐标变换建立碟形砂轮磨削面齿轮的齿面方程．根据不同加工方法中刀具位置和运动的等价原则确定磨削面齿轮的数控机床运动规律,为方便编程,将该运动规律用二元Taylor展开式表示．计算数控加工齿面与理论齿面的偏差,计算实例的最大偏差为0.071 9 μm,表明用碟形砂轮磨削面齿轮是可行的,数控规律是正确的,能够达到理想的磨齿精度．

摘要:提出一种基于平方和优化的空间飞行器大角度姿态机动混合H₂/H∞控制方法.为适应飞行器大角度姿态机动的要求,采用修正的Rodrigues参数描述卫星的姿态运动,并将飞行器姿态运动学和动力学方程转化为线性参数可变(LPV)系统;为降低设计的保守性,通过引入附加松弛变量,提出一种系统矩阵与Lyapunov矩阵分离的混合H₂/H∞性能准则;基于该性能准则,运用Lyapunov方法和平方和优化技术,推导出飞行器大角度姿态机动混合H₂/H∞状态反馈控制器存在的充分条件,并将混合H₂/H∞控制器设计问题转化为具有平方和约束的参数优化问题.

摘要:采用无源性的控制方法研究了端口受控耗散哈密顿(PCHD)系统的参数镇定问题. 对于含未知参数的PCHD系统,根据无源特性设计控制器使闭环系统的平衡点随参数漂移时,仍能保持稳定. 所设计的控制器的结构与原系统结构相同,这样不仅使得闭环系统保持耗散结构而且使得闭环能量分布随参数的漂移而变化,且总在平衡点处达到极小,从而建立PCHD系统参数稳定性. 以励磁系统为例,分析了该系统参数变化对平衡点的影响,设计了使励磁系统参数稳定的控制器,仿真例子证明了设计的有效性.

摘要:针对已有的空间连接查询算法无法解决限定范围内的空间连接查询问题,提出了受限的空间连接查询,在给定查询范围内找到满足某种空间谓词的空间对象,给出直接解决方法和基于R-树的受限空间连接查询算法．基于QR树的优良特性,提出一种基于QR树的受限空间连接查询算法,该算法既避免了四叉树的较大存储代价,又克服了R树的节点重复的弊端,使得受限空间连接查询可以在多棵较小的R树上进行,较好地解决了空间连接查询开销较大的问题．对所提出的算法进行代价分析,实验证明算法具有较高效率．

摘要:UFastSLAM算法的重采样过程会带来“粒子耗尽”问题,为提高算法精度和性能,将辅助粒子滤波算法思想引入UFastSLAM算法,提出了解决SLAM问题的方法——辅助UFastSLAM算法．针对UFastSLAM算法的特点,首先,在其建议分布函数的求取过程中引入最近的观测信息,增强采样粒子权值的稳定性;其次,在其重采样过程中引入1次加权和2次加权,增大观测似然度大的粒子比例以缓解粒子退化问题．实验结果证明,辅助UFastSLAM算法在估计精度、一致性等方面都具有很好的性能．

摘要:为了消除时滞和不确定性给实际系统造成的不良影响,采用鲁棒控制系统设计技术,进行鲁棒控制,对具有不确定性的系统,设计1个反馈增益控制器,使系统在不确定性的容许变化范围内满足设计要求,降低系统的灵敏度. 通过构造一种新的Lyapunov泛函方法,研究了一类带有时变时滞的不确定系统的鲁棒控制问题.通过细化不确定信息的结构,给出了基于线性矩阵不等式的控制器设计方法.

摘要:为准确认识AP1000非能动余热排出热交换器的具体换热和流动过程,针对AP1000非能动换热器,应用FLUENT软件对其非稳态传热特性和流动进行研究, 比较分析同一时刻不同位置温度场和流场的分布,以及不同时刻同一位置温度场和流场的变化,分析换热器传热和流动特性随时间的变化,同时对比分析直管形管束和弯形管束对换热器自然对流的影响．分析结果表明:温差、漩涡和回流使温度场和流场相互影响,弯形管束使流体自然对流更加复杂．研究成果有助于分析换热器的自然循环能力,为我国新建的AP1000先进压水堆核电机组的安全运行提供参考．

摘要:为了快速获取牙齿模型的数字型面信息,提出一种基于三轴联动平台的数字化牙模激光扫描系统．该系统基于光机电一体化技术和三维数据处理技术实现了牙齿模型三维型面信息提取和牙齿模型的造型设计．系统由线结构光视觉传感器、三轴联动平台、电气控制系统、主控计算机及上位机软件组成．通过线结构光视觉传感器和三轴联动平台的协调控制实现牙齿模型的无缝数据获取．实验结果表明,该数字化牙模激光扫描系统的测量精度可达0.182mm,速度为8 000点/s．该系统扫描速度快、测量精度较高、操作灵活方便,可以满足牙模三维型面数据采集的要求．

摘要:为实现吸气式高超声速飞行器的姿态控制,需要对其复杂的气动特性进行分析,并完成控制系统的设计．通过研究高超声速飞行器风洞实验数据,分析其气动特性,即升力系数、升阻比和纵向总力矩系数在不同Ma时随攻角变化的规律进而进一步计算出纵向动力系数,研究其纵向动态稳定性．最后,基于气动分析设计了攻角反馈控制和法向过载控制两种不同的控制回路,分别计算出其时域和频域特性．实验结果表明:吸气式高超声速飞行器既能满足纵向动态稳定性,又具有良好的控制性能．