2013, 45(5):1-6. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.001
摘要:针对刚体卫星在轨道转移过程中存在由质心漂移和推力偏心产生干扰力矩的控制问题,考虑存在参数不确定性、外部干扰以及控制输入受限,提出了一种智能自适应滑模控制方法,这种方法继承了传统自适应滑模控制的优点的同时,利用神经网络的逼近能力来补偿执行机构的饱和非线性,进而满足执行机构的幅值受限的要求.最后将该方法应用于卫星的轨道转移过程中,结果表明了方法的有效性与可行性.
刘海军 , 王聪 , 彭兴芝 , 邹振祝 , 王本利 , 隗喜斌
2013, 45(5):7-12. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.002
摘要:采用VOF多相流混合模型和标准k-ε湍流模型对水下航行体气幕垂直发射过程中气幕形态特性进行了深入研究.研究了气幕的形态、长度和夹断点距离随马赫数的变化规律,与实验结果进行了对比分析,分析结果说明了本数值方法的正确性和可靠性.得到了气幕垂直发射过程中的气幕的长度和夹断点距离在Ma<1.1时随马赫增大逐渐增加, 而Ma≥1.1时,介于21~22之间的气幕夹断点距离随马赫数的增加而基本不再变化.获得的气幕形态轮廓随马赫数的增大而增大.
2013, 45(5):13-17. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.003
摘要:为了揭示重力效应及水洞阻塞效应对最小通气空化数的影响,本文基于两流体多相流模型和SST (Shear Stress Transport)湍流模型,考虑了水气两相间的相互作用,建立了通气空泡流三维数值仿真模型.对比研究了无界流场和水洞流场中最小通气空化数与其影响因素之间的关系.研究结果表明无界流场中的最小通气空化数随弗劳德数的增加而减小,两者呈幂函数关系;在水洞中,相同的弗劳德数条件下最小空化数随着阻塞比的增加而增加.在相同的弗劳德数区间内,最小空化数的变化幅度随阻塞比的增加而减小.
2013, 45(5):18-24. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.004
摘要:为解决同心圆V形槽结构面黑体有效辐射面的高温度均匀性需求问题,提出了以轴向温度均匀性、径向温度均匀性以及有效发射率为约束条件并基于有限元的温度均匀性优化设计方法.首先,分析了温度均匀性的种类、产生原因及变化规律;而后,研究了温度均匀性与有效发射率之间的相互影响关系;进而,基于多约束条件确定了同心圆V形槽结构面式黑体的优化设计参数并研制面式黑体;最后,通过实验对面黑体的温度均匀性进行了测试与评估.测试结果表明:面黑体在250~350 K温域范围内可达0.1 K温度均匀分布.有效辐射面及均热盘结构参数的合理设计是确保面黑体温度均匀性的关键.
2013, 45(5):25-29. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.005
摘要:针对LDGM 码的稀疏矩阵构造复杂度较高的问题,提出了一种具有低复杂度的LDGM码随机稀疏矩阵构造算法,该算法既降低了编码的复杂度又保证了良好的性能.同时,针对LDGM码存在明显的错误平层的问题,引入了串行级联结构,并提出了一种改进的SCLDGM码译码算法,该算法将内译码器输出的错误信息看作是BEC信道的删除信息,利用该先验信息初始化外译码器的输入,从而进一步提高BER性能.通过对SCLDGM码编码系统模型的仿真,得到近优的内外编码速率组合和近优的内外码码重.仿真结果表明,本文提出的算法在保证低复杂度的前提下,可以获得良好的BER性能,并有效的降低了LDGM码错误平层.
2013, 45(5):35-39. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.007
摘要:设计了一种可应用于超宽谱生命探测雷达的TEM喇叭天线.采用电磁仿真软件CST MICROWAVE STUDIO对TEM喇叭天线进行仿真研究,讨论了天线结构参数对天线通频带的影响,制作了天线样机,并在微波暗室内对其进行了测试.仿真和实验结果表明:设计出的天线在0.71~3.25 GHz的反射系数小于-10 dB,带宽比为4.6∶1,在2.4 GHz频点处天线的前后比大于14.0 dB,天线在通频带内的增益均大于9.0 dBi.设计出的天线具有超宽带、高增益和定向辐射性强的特点.
2013, 45(5):40-44. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.008
摘要:为提高车辆接入互联网的通信服务能力,研究了无线网络接入点(AP)如何分配信道资源,才能更为有效地利用车载节点间的机会通信扩展AP通信服务范围.对基于机会链接的资源分配问题进行了形式化定义并证明该问题是NP-难的.为解决该问题又提出基于节点间链接预测的资源分配近似算法. 通过模拟实验分析了节点数量与节点请求下载量对传输率的影响,并将基于链接预测的资源分配算法(APL)与现有的基于竞争及随机资源分配方法进行了对比实验分析,实验结果表明: 该方法显著地提高了网络的通信服务能力.
2013, 45(5):45-50. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.009
摘要:为了解决统计机器翻译语料对调序现象覆盖不足的问题,采用复述方法对语料进行扩展.提出了一种基于依存分析和句子生成的复述方法.对句子进行依存分析得到依存树,然后从依存树生成多个自然语言句子.生成的句子与原句相比没有词汇上的改变,但可以在词序方面进行变换.实验表明方法在不引入额外资源的前提下,有效缓解了语料覆盖不足的问题,提高了机器翻译质量.
2013, 45(5):51-55. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.010
摘要:针对传统的发动机剩余寿命预测方法因为假定机队中所有发动机有相同的性能衰退模式,导致预测精度不高的问题,在分析发动机排气温度裕度数据的基础上,提出基于性能衰退模式的发动机剩余寿命预测方法.对发动机排气温度裕度粗大误差的处理进行了研究,定义了排气温度裕度时序数据的距离,给出了性能衰退模式挖掘步骤,采用CFM56-5B发动机的排气温度裕度时序数据对提出的方法进行了验证.结果表明,提出的方法与基于机队EGTM平均衰退率的预测方法相比,平均相对误差减少了2.5%。基于性能衰退模式的发动机剩余寿命预测方法可以为发动机拆发期限预测和维修计划制定提供可靠的支持.
2013, 45(5):56-63. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.011
摘要:为了实现混合动力城市客车快速换挡,减少动力中断时间,基于质量-弹簧-阻尼模型对并联混合动力传动系统进行动力学建模.提出利用线性二次高斯和回路传输恢复(LQG/LTR)方法设计摘挡控制器,对摘挡阶段转速振荡进行主动抑制;设计基于模型预测控制(MPC)理论的电机转矩调节器以最小化主动同步时发动机转矩脉动,实现快速同步,并适应混合动力多运行模式带来的离合器状态的不确定性.对上述混合动力AMT换挡过程控制策略分别进行仿真和实车平台验证,试验结果表明:该策略能够将换挡时间控制在1 s内,且冲击度处于合理范围内.应用上述换挡控制策略有助于提高城市客车的舒适性,推进混合动力城市客车AMT系统的产业化.
2013, 45(5):64-69. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.012
摘要:为了深入了解拉杆失谐对端面弧齿应力分布的影响,建立拉杆转子失谐刚度模型,研究拉杆失谐对转子动力学特性的影响,并将转子的动态响应曲线代入端面弧齿有限元分析模型,分析拉杆失谐对端面弧齿应力分布的影响.研究结果表明:正失谐拉杆位于轴心轨迹椭圆长轴位置,负失谐拉杆位于轴心轨迹椭圆短轴位置时可以减小转子各向异性;负失谐拉杆处于动态弯曲时的受压侧,可减小各齿应力差;而处于受拉侧时,则会进一步增大各齿应力差;正失谐情况则相反.
2013, 45(5):70-74. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.013
摘要:采用FLUENT软件,对不同环境温度和充放电倍率时,两种双口出风模式电动汽车动力舱自然进风散热进行研究,结果表明:电动汽车动力舱自然进风散热性能随着车速提高而改善,电池组最高温升曲线的斜率明显高于内部最大温差,表明高速气流更有利于电池组内部温度降低;不同环境温度和充放电倍率下,双口上出风口模式的电池组最高温升和内部最大温差均低于两边出风口模式,可见将两边出风口模式改为双口上出风口模式,电动汽车动力舱自然进风散热性能将得到改善.
2013, 45(5):75-79. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.014
摘要:为研究制动阀动态性能对全液压制动系统的影响,介绍了串联式双回路液压制动阀的工作原理,建立了其动态数学模型;采用AMESim软件建立了相应的仿真模型,分析了液压制动阀的制动压力比例特性、阶跃响应特性及双回路制动的安全性,并进行了实验验证.研究结果表明:制动阀仿真模型准确可信;该制动阀性能良好,能够满足全液压制动系统的要求;通过对液压制动阀控制弹簧刚度的组合优化,可以更好地适应空满载重量差别较大的整机制动需求.
2013, 45(5):80-85. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.015
摘要:为了提高大碟形(渐开线齿廓)刀具(滚刀或砂轮)加工面齿轮的效率,提出了一种无进给运动的大碟形刀具加工面齿轮的方法. 设计了碟形刀具,分析了用无进给运动的大碟形刀具制造面齿轮的加工原理,通过坐标变换建立了面齿轮的齿面方程和过渡曲面方程. 增加一个转角很小的附加运动以降低齿面误差,避免齿面干涉. 应用齿面接触分析说明了面齿轮的啮合性能. 计算实例表明:大半径碟形刀具和附加运动能加工出齿面精度较高的面齿轮,最大齿面误差为19 μm. 齿面接触分析表明这种面齿轮的啮合性能不亚于理论面齿轮的啮合性能.
2013, 45(5):86-90. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.016
摘要:为了改善四旋翼无人直升机在不同环境下的飞行稳定性,应用混合控制的方法设计了无人机增稳混合控制器.它有多个PID控制器可供选择,并根据无人机飞行高度和倾角大小选择当前合适的控制器,有效的降低了无人飞行器的坠毁机率和其他潜在危险的发生.并且通过Matlab中的Simulink工具箱搭建仿真系统,模拟了四旋翼无人机在起降、无风、有风和失控的情况下的控制器切换过程.仿真结果表明:应用混合控制器的四旋翼无人机在起降和有风情况下可有效抑制飞行器倾斜和水平漂移,提高稳定性.
2013, 45(5):91-94. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.017
摘要:环状流动的特性对反应堆事故工况分析具有重要意义,本研究基于粒子网格混合方法对这一现象中的液滴夹带起始点问题进行了数值分析,利用网格求解流场,利用粒子模拟液膜及液滴的运动,探讨了气水流动大密度比情况下,不同流动方向,不同流体粘度,不同液膜厚度下的液滴夹带所需的临界气相流速,结果同经典关系式进行了对比,吻合良好.这一方法对于反应堆事故中的两相流动研究具有参考意义.
2013, 45(5):95-100. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.018
摘要:伪谱法在轨迹优化中应用广泛,其中Chebyshev伪谱法在求解轨迹优化问题时具有较快的收敛性和较高的精度.为了证明Chebyshev局部配点法在求解轨迹优化等问题的可行性,给Chebyshev局部配点法的应用提供理论基础,研究了Chebyshev局部配点法收敛性和稳定性.文中以Hyper-sensitive问题和Minimum-energy为例,分别用Chebyshev局部配点法与传统插值方法和经典Chebyshev伪谱法求接,计算结果表明:Chebyshev局部配点法是可行和有效的. 该方法不仅在一定程度上相比于传统的插值法精度更高、计算速度更快,和经典Chebyshev伪谱法相比也略有优势.
2013, 45(5):101-107. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.019
摘要:通过理论分析和实验方法研究了管道内爆炸火焰速度,旨在为预测和评估爆燃火焰速度提供一种基于理论和实验的半经验计算方法.研究表明,火焰速度可以简化为湍流燃烧速度和热膨胀速度叠加的结果,推导出利用压力计算湍流燃烧速度和热膨胀速度的模型,并提出了利用压力、层流燃烧速度、湍流燃烧速度和热膨胀速度计算火焰速度的方法.对贫燃(φ=0.967)和富燃(φ=1.21、1.45)预混气体爆炸实验和计算分析表明,压力沿长径比增大方向呈线性增大;层流燃烧速度以线性关系正比于压力变化,接近化学当量比情况下的变化速率较大,φ=1.21条件下的层流燃烧速度值最大;压力变化和层流燃烧速度增大对湍流燃烧速度的影响不明显,对热膨胀速度的影响显著;压力和层流燃烧速度不是湍流燃烧速度的决定性因素而是热膨胀速度的决定性因素.
2013, 45(5):108-113. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.020
摘要:为了研究煤矿爆炸后巷道内温度的变化,建立煤矿巷道爆炸后的简化数学物理模型. 以热力学方程为基础,分析对流系数、密度对温度变化过程的影响,通过迭代计算得到了巷道降温曲线;为了避免因简化对流换热模型引入过大误差,又采用Fluent软件进行非稳态气固耦合换热分析,得到巷道内温度变化的过程信息.两种方法得到的结果相吻合,分析了爆炸后巷道内温度的变化规律,结果表明:爆炸后巷道内的高温不会持续很长时间,可为优化矿用救生舱以及避难硐室的设计参数提供参考.
2013, 45(5):114-118. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.021
摘要:为了研究加装涡流发生器后S形进气道在不同来流迎角下的内流特性,利用CFD方法对加装涡流发生器前后的S形进气道迎角特性进行了数值仿真,首先通过在已有的S形进气道内部安装涡流发生器来改善出口流场分布,给出了涡流发生器的设计参数,包括导流叶片的高度、弦长、攻角和安装站位(轴向站位和横向站位),其次,分析了不同迎角下,加装涡流发生器前后S形进气道内流特性的变化.分析结果表明,在正负10°迎角范围内,加装涡流发生器都能够改善S形进气道出口流场品质,周向畸变指数平均下降0.1,但对出口总压恢复系数没有改善.在大迎角情况下,由于进口气流产生分离,涡流发生器已无法对来流进行有效的导向作用,从而导致出口流场变得异常紊乱,周向畸变指数陡增.这些分析结果对涡流发生器的设计有一定的指导意义.
2013, 45(5):119-123. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.022
摘要:载人月面着陆器动力下降过程中质心偏移及其引起的姿态扰动问题比较突出,对此本文提出了采用反作用控制系统(RCS)和推力矢量控制(TVC)的联合自适应姿态控制方法.基于月面着陆器姿态运动学和动力学模型,设计了自适应姿态控制器及质心偏移自适应估计器,利用Lyapunov方法证明闭环姿态控制系统稳定,引入RCS和TVC的误差特性以检验控制器的鲁棒性.数值仿真结果表明该自适应姿态控制方法可行,所设计姿态控制器保证姿态控制系统稳定且具有鲁棒性.
2013, 45(5):124-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.05.023
摘要:为了在地面验证月球车的位姿确定性能和移动控制性能,文中设计了一种基于室内GPS测量系统的月球车跟踪测量方案,首先介绍了室内GPS系统的构成和测量原理,然后针对月球车地面验证试验,设计了试验场地坐标系建立方案、月球车坐标系建立方案和月球车坐标系的跟踪测量方案,最后对试验测量系统进行了精度分析.
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