摘要:针对具有冗余飞轮的过驱动卫星的最优控制分配问题,以反作用飞轮总能耗和力矩分配偏差最小等为目标,通过定义与能耗相关的优化目标函数,提出了能耗/力矩优化的动态控制分配方法,并考虑飞轮的非线性动力学特性,对控制分配进行修正．最后对本文提出的控制分配算法进行了数学仿真验证,结果表明了上述方法的可行性和有效性．

摘要:针对太阳帆航天器在圆形限制性三体问题(CRTBP)中人工拉格朗日点附近周期轨道的设计问题,首先分析了CRTBP中太阳帆人工拉格朗日点的存在条件和分布,然后针对大多数人工拉格朗日点附近周期轨道信息难以获取的特点,采用高阶全局配点法将原非线性方程求解问题转化为非线性规划问题,并最终得到周期轨道的近似解．运算结果表明通过该方法可以得到三维空间中人工拉格朗日点附近周期轨道,且对初始猜测值依赖程度不高,为太阳帆在高精度模型中的周期轨道设计奠定了基础．

摘要:针对仅能提供单轴推力的卫星轨道机动的快速性问题,提出了一种利用高斯伪谱法来求解最优控制问题的方法．通过引入“虚拟卫星”的概念,将卫星轨道机动问题转化为实际卫星与虚拟卫星的软交会问题．建立了相对运动方程,以机动时间为性能指标,利用高斯伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题,避开了求解两点边值问题的困难．通过使用MATLAB优化工具箱求解得到最优轨迹．结果表明,高斯伪谱法针对多约束、非线性强耦合方程,求解速度快,精度高,对初值选取不十分敏感,寻优能力强,且具有一定的鲁棒性．

摘要:结合扫描光刻系统的曝光特点,提出一种分段迭代学习控制方法．该方法继承了非因果迭代学习律充分学习的特点．为改善动态跟踪性能,在加速过程段对前一迭代周期的误差信息进行非因果学习,以保证其沿迭代轴的快速收敛性．为克服非因果迭代学习律盲目学习的缺点,在匀速曝光段不对误差信息进行非因果学习,以保证系统的曝光性能不发生恶化,并改善系统在时间轴的瞬态性能．此外,对该方法的收敛性进行了分析和证明,并结合实例,验证了方法的有效性．

摘要:月球返回再入轨迹特性与低地球轨道再入轨迹特性具有鲜明的不同,为研究此问题,推导建立了再入问题的数学模型并进行了飞行仿真试验,然后对比分析了低升阻比飞行器月球返回再入的轨迹特性．仿真实验表明,再入角对纵程、热流和过载影响显著,较小的再入角能够改善热流和过载环境;倾侧角翻转对纵程、热流和过载均无明显影响,但对横程影响显著,为纵侧向解耦制导提供了依据;最大峰值热流总是出现在一次峰值过载之前,且随着再入速度减小呈明显减小趋势．据此,再入飞行器在初始下降段实现充分有效的减速后迅速跃出大气,可以改善热流环境．

摘要:为了解决卫星-天线系统的耦合动力学问题,利用一种三自由度驱动与测量机构连接天线臂与卫星平台并控制天线指向．通过该机构在卫星姿态控制系统中引入前馈控制来补偿反作用力矩,从而实现卫星平台与天线之间的解耦控制．在卫星姿态大角度机动条件下建立带有解耦机构的卫星-天线系统动力学模型．以该模型为基础设计姿态大角度机动的控制方案并进行仿真验证．仿真结果表明解耦控制方法将卫星姿态稳定度提高了两个数量级．解耦控制方法能大幅增加天线振动的阻尼,有效提高卫星稳定度．

摘要:本文从认知无线电系统实际应用出发,首先应用图论算法快速的预分配频谱,同时为再次分配提供了公平性,然后用博弈论思想对初次分配的信道优化,完成认知用户之间的频谱再次分配．最后仿真表明频谱的资源可以充分利用,在传输功率的约束下,每个认知用户提高自身的速率,合理地分配功率,证明了本文图论和博弈论联合的算法的有效性．

摘要:为了改善直方图算法在雷达信号分选时的抗抖动性能,提出了一种基于余弦加权的分选算法． 该方法采用可变长度的交叠箱,收集到的雷达脉冲重复间隔（PRI）落入数个连续的箱体,对这些箱体的直方图增量进行归一化余弦平滑加权,在超过门限的谱峰处得到估计的雷达脉冲重复间隔（PRI）． 该方法得到的直方图比较平滑,谱峰清晰,且能有效地抑制二次谐波．实验结果表明,该算法具有良好的抗抖动性能．

摘要:为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原理,设计具有双输出的CPG网络调相运动控制器. 通过调整CPG间的连接权重以及每个CPG中两组输出的关系,调解运动控制信号间的相位差值,有效地控制UBot模块化机器人的整体协调运动．应用这种控制方法控制了模块化机器人的3种运动模式:四足运动、蠕动和多节虫运动,在ADAMS仿真环境下进行了运动仿真实验,并在UBot模块化自重构平台上分别进行了3种构型的实体运动试验．实验结果验证了双输出CPG调相网络对模块化机器人运动控制的有效性和实用性．

摘要:为了减小电液伺服斜盘柱塞式液压变压器的压力冲击,降低噪声,提高其运行平稳性,本文基于ADINA软件的流固耦合功能对液压变压器的配流盘缓冲槽进行了研究．在Pro/E中建立了配流结构的流体模型和固体模型,导入到ADINA软件中建立有限元模型,分析了配流缓冲结构的流场,并对结构进行了有限元校核,设计制造了带有三角槽缓冲结构的配流盘,基于搭建的液压变压器实验台进行了实验研究．结果表明所设计的配流盘能够使液压变压器运行平稳,最低转速达到35 r/min,噪声显著降低,可靠性明显提高,验证了理论分析的正确性．

摘要:针对不同形状的波节管的成形精度、结构稳定性以及传热特性差异较大．通过实验研究、理论校核和数值模拟相结合的方法,重点研究不同的波节形状(波谷圆角半径R和波节高度H)对波节管成形精度、轴向补偿能力、平面抗失稳能力以及传热特性的影响规律．研究结果表明:内高压成形波节管的成形精度随着波谷圆角半径R的增大而提高;波节管的轴向位移补偿能力随波节高度H的增加而增大;抗平面失稳能力和抗疲劳能力随波节高度H的增加而降低;综合传热因子η随着波谷圆角半径R增大和波节高度H的增加均是先增大后减小．综合考虑上述各个因素,对于所研究的内高压成形波节管,当波节高度H为2.5 mm,波谷圆角半径R为30 mm时,波节管具备良好的综合特性．

摘要:为了建立适用于织物纤维增强复合材料层合板的冲击损伤失效准则,在适用于复合材料单向板低速冲击失效准则的基础上,改进了纤维及基体破坏的失效准则. 对于织物纤维增强复合材料层合板,分别考虑了经向纤维破坏、纬向纤维破坏、基体法向挤压破坏、分层破坏等冲击损伤形式. 使用ABAQUS软件建立有限元模型,结合刚度突然退化模型,通过引入不同孔隙率复合材料的基本强度参数,较为准确地预测了不同孔隙率的织物碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的冲击损伤投影面积.

摘要:为了研究界面效应对纳米尺度材料内声子热输运的影响,利用格子波尔兹曼法模拟二维矩形结构二氧化硅纳米材料内声子热输运,模拟过程考虑了边界面散射对声子平均自由程的影响．结果表明,相对镜反射的情况,漫反射界面明显降低了纳米尺度材料的导热率,边界面存在界面效应；随着镜反射因子的减小,材料的有效导热率降低；提高纳米尺度固体材料界面的粗糙度,界面热阻增强,有助于降低导热率． 

摘要:为了提高传统表面活性剂在溶液中的表面活性,合成了以亚甲基链为联接基团、具有对称结构的系列双子咪唑离子液体型表面活性剂．对目标产物结构进行核磁共振氢谱表征．测定了25 ℃下双子咪唑离子液体表面活性剂水溶液的表面张力．结果表明:合成的系列双子咪唑表面活性剂均为目标产物;在联接基团长度一定的情况下,疏水基团碳原子数增加,分子在空气/水界面吸附的趋势增大,其临界胶束浓度和吸附量逐渐减小,吸附面积和pc20逐渐增大,而表面张力受疏水链长影响较小,表现出较高的表面活性;此外,在疏水基团链长一定的情况下,联接基团长度较短的双子咪唑表面活性剂具有较高的降低表面张力的效率和能力,更容易在空气/水界面发生吸附．

摘要:针对排爆机器人的作业需求,开发了一套由嵌入式系统及3D仿真平台组成的半物理仿真系统,对排爆机器人的典型操作任务——危险物探测、爆炸物处理等任务进行仿真实验．采用单片机开发排爆机器人的嵌入式控制系统,运行实际的轨迹规划与控制算法,并按真实的时序产生控制指令；采用VC和OSG软件开发3D实时仿真平台,该平台由动力学模型、系统3D几何模型、双目相机模型、传感器模型等组成,在一台PC机上运行；将嵌入式控制系统与3D仿真平台集成,进行典型工况的闭环控制仿真. 仿真结果表明了该系统的有效性．

摘要:为了平面二自由度冗余驱动并联机器人更好地跟踪目标轨迹,在已有计算力矩控制的基础上加入CMAC神经网络作为补偿．CMAC结构中,轨迹跟踪误差与同步误差构造的耦合误差及其变化率组成网络的输入,经过学习后得到补偿力矩．Matlab的仿真结果表明:加入了CMAC网络补偿后,轨迹的跟踪误差与支链的同步误差都能够收敛到0,与经典的计算力矩法比较,精度有较大的提升．在计算力矩法的基础上加入CMAC网络,确实能够实现目标轨迹精确的同步跟踪．

摘要:为了实现电动汽车动力系统系统参数的优化匹配,根据电动汽车设计参数建立电动汽车整车性能仿真模型. 围绕电动汽车整车、开关磁阻驱动电机与蓄电池选择匹配问题,研究蓄电池单体容量对电动汽车整车性能的影响规律. 基于电动汽车循环行驶工况,提出一种以提高蓄电池利用效率为目标的电动汽车蓄电池参数优化匹配方案,通过引入蓄电池荷电状态(SOC)质量比系数对蓄电池单体容量及组容量进行优化选择. 以同步提高电动汽车动力性能和经济性能为目标,定义基于电动汽车循环工况的整车性能综合指标系数,对车辆传动系比进行了优化设计,并对该优化方案下电动汽车整车及开关磁阻电机动态性能进行了仿真分析. 结果表明：提出的电动汽车驱动电机、蓄电池及整车传动系比的优化匹配方案能很好地满足ECE城市循环工况的行驶要求,对改善整车动力性能,提高电池效率,增大续驶里程等都具有十分重要的意义.

摘要:采用两种单U型管和两种多U型管,管径4～8 mm,曲率比8～15,对管中单相液氮流的压降和传热特性进行了实验研究. 结果发现:无论是单U型管还是多U型管,在180°弯头内的当地传热特性与直管不同,壁面温度尤其是弯头后半段管的壁面温度明显下降,换热增大. 对于单U型管,在弯头出口处换热系数达到最大;对于多U型管,换热系数沿程曲折增大,且在最后一个弯头出口处达到最大. 基于Idelshik压降关联式,提出了单相液氮流在180°弯头内的摩擦压降关联式. 新的关联式引入了离心力项,和实验数据良好吻合.

摘要:为了提高变换域通信系统(Transform Domain Communication System, TDCS)的频谱利用率和将降低它所受到的干扰,提出采用双门限能量检测估计TDCS周围的频谱环境．提出的TDCS将频谱检测值与双门限作比较,大于高门限和小于低门限的频谱被分别标记为0和1,而位于双门限之间的频谱被标记为0.5,频谱标记信息乘以伪随机相位经过离散傅里叶逆变换(Inverse Discrete Fourier Transform, IDFT)产生时域基函数,TDCS采用循环码移位键控(Cyclic Code Shift Keying, CCSK)将数据调制到基函数上实现通信．仿真表明,当频谱存在干扰时,相比传统的单门限TDCS,提出的双门限TDCS具有更低的误码率(Bit Error Rate, BER)和更高的吞吐量．

摘要:对超地平覆盖飞行器的概念及特性进行了简要的描述,以该类飞行器中的通用航空飞行器(CAV)为例,对该类型飞行器组网星座的优化设计进行了研究．首先基于单个CAV对地覆盖区域的分析,提出了一种几何意义更加清晰和简单的CAV再入对地覆盖区域的分析方法;其次通过提出等效的CAV星座覆盖性能指标-平均轨道响应时间,建立了CAV组网星座优化设计的数学模型;最后通过采用遗传算法对CAV组网星座进行了优化设计．通过分析优化设计的结果,说明了这种设计方案的有效性．

摘要:为了能够迅速准确获取当前道路信息以提高汽车主动安全性能,提出一种实时跟踪路面附着系数变化的汽车状态估计方法. 建立包含Pacejka 89轮胎模型的七自由度非线性汽车动力学模型,通过动力学模型估算出前后车轮垂直载荷,结合轮胎力学模型和UKF（Unscented卡尔曼滤波）算法对轮胎纵向力和滑移率进行估计,进而得到不同附着系数路面条件下的Slip-slope（ρ-S曲线斜率）,建立了几种典型路面附着系数与Slip-slope之间的映射关系. 应用ADAMS/Car中的路面编辑器构造具有不同附着系数的路面测试环境,验证了提出的方法对突变附着系数估计的可靠性和有效性,表明Slip-slope理论在ADAMS/Car的虚拟试验中同样可以再现.

摘要:为了改善橄榄石型LiFePO₄正极材料的性能,采用高温固相法合成了Mn掺杂的LiMn_xFe1-xPO₄(x=0,0.0,0.5,0.0,0.50)材料．采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、充放电测试、循环伏安和电化学阻抗谱研究了材料的结构、电化学性能和锂离子嵌脱动力学．结果表明,锰掺杂的LiFePO₄样品颗粒分布比较均匀,具有较小的平均粒径和窄的粒度分布,LiMn_xFe1-xPO₄是纯相的橄榄石结构．在不同倍率下,LiMn0.4Fe0.6PO₄具有最高的放电容量和最好的动力学性能．Mn的掺杂提高了LiFePO₄材料的可逆性、锂离子扩散系数和放电容量,减小了电荷转移电阻,进而提高了其动力学性能．

摘要:BP网络的训练算法的一个普遍问题是易陷入局部极小．为了解决SPDS算法的这个问题,针对其特点设计了一组新填充函数．通过对该填充函数的分析,证明了用它代替目标函数进行搜索的等价性,并据此改进了SPDS算法．算法的仿真试验证明: 当SPDS算法陷入局部极小点时,用设计的填充函数代替目标函数,从而使算法不受局部极小问题的羁绊,可以快速收敛到全局极小点．