• 2015年第47卷第5期文章目次
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      2015, 47(5). DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.000

      摘要 (1160) HTML (2) PDF 419.51 K (1472) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 未知故障下的飞机自适应控制

      2015, 47(5):1-6. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.001

      摘要 (2633) HTML (3) PDF 1.26 M (1587) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机动力学模型因受损或者其他未知故障时,预先设计的飞机控制律可能会无法满足飞机的稳定飞行,从而需要设计自适应控制律以保证飞行安全.本文以非线性的NASA-GTM通用飞机模型为对象,运用基于回顾成本的自适应控制方法(RCAC)进行飞机未知故障情况下的平稳飞行控制,包括机体结冰与控制舵面卡死两种故障情况.根据飞机局部线性化模型得到系统马尔科夫参数来设计基于输出反馈的RCAC控制器.通过最优化回顾代价函数来更新RCAC控制器增益,从而调节飞机引擎与控制舵面的输出来补偿由未知故障带来的影响.仿真结果表明在未知故障情况下,RCAC能够很好地通过自适应调整控制器的增益来保证飞机的平稳飞行和控制指令跟踪.

    • 挠性航天器浮动质心动力学建模

      2015, 47(5):7-12. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.002

      摘要 (2314) HTML (4) PDF 746.11 K (1423) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高挠性卫星的姿轨耦合控制精度,针对挠性卫星的姿态动力学建模问题展开研究.采用有限元与牛顿力学相结合的方法,提出一套体现卫星真实质心的浮动运动的浮动质心模型及建立在卫星浮动质心上的高精度动力学模型.利用此模型描述挠性卫星的姿态运动状态,能够准确反映出卫星的姿态运动与轨道运动之间的耦合关系以及卫星附件的挠性振动对卫星质心位置、速度的影响,进而准确估计出在挠性卫星有姿态机动的情况下各动力学要素与动态性能指标受挠性振动的影响,为提高卫星控制精度提供依据.通过仿真计算可知,应用该模型对卫星姿态机动过程进行动力学仿真所得到的结果符合实际工程约束,具有良好的可行性.

    • 小行星重力场全球及局部球谐系数计算与仿真

      2015, 47(5):13-19. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.003

      摘要 (2248) HTML (5) PDF 1.20 M (1609) 评论 (0) 收藏

      摘要:为得到高精度的全球球谐系数,总结提出了检验点选取方式和多面体模型划分策略,定量分析表明了均匀取点和等面积划分法的优越性.提出了局部球谐系数概念,集中在小行星探测器任务规划中的主要活动区域选取检验点进行计算,通过构建一种新的性能指标说明了局部球谐系数的有效性.局部球谐系数可有效提高特定区域的重力场建模精度,克服传统意义球谐函数法无法在布里渊球域内使用的缺陷,显著提升了球谐函数法的应用范围.最后,以小行星Eros433为实际算例,计算了全球及局部球谐系数,说明了本文方法的有效性.

    • 熔石英元件抛光加工表面残余应力的计算方法

      2015, 47(5):20-24. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.004

      摘要 (2404) HTML (5) PDF 2.42 M (1498) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决传统检测方法无法直接定量检测非晶体熔石英玻璃表面残余应力的问题,基于脆性固体断裂力学理论,推导残余应力的理论计算公式,提出光学元件抛光加工表面残余应力计算新方法.采用尖锐压头进行纳米印压实验,提取压痕过程中对残余应力敏感的参数,并对实验数据进行线性拟合,确定拟合线的斜率,通过测量残余应力引起其他物理参数的变化计算残余应力.对比分析结果表明,计算得到残余应力值与应力双折射仪检测得到的数据基本吻合,验证了提出残余应力计算方法的正确性.

    • 一种新的过程间静态切片快速算法

      2015, 47(5):25-31. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.005

      摘要 (2698) HTML (6) PDF 606.56 K (1483) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的基于PDG、SDG的程序切片算法需要计算与程序切片无关的数据依赖而导致计算复杂度高的问题,提出一种新的过程间静态切片快速算法.该算法无需使用PDG、SDG的程序中间表示形式,而是根据TOKEN序列和复合语句控制结构信息表,将程序表示为idUCf五元结构,并在此基础上计算程序的过程间静态切片.实验结果表明,该算法在保证多层嵌套结构程序的静态切片完整性的前提下,充分考虑了函数调用信息,降低了时间与空间复杂度.本算法只计算与切片相关的数据依赖、控制依赖以及函数调用信息,计算复杂度低.

    • SRGM中TE建模机制与模型比较分析

      2015, 47(5):32-39. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.006

      摘要 (4855) HTML (3) PDF 1.36 M (4176) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前与软件可靠性增长模型SRGM(software reliability growth model)紧密相关的测试工作量TE(testing effort)的研究现状,以及全面评价测试工作量函数TEFs(testing effort function)性能的需要,对SRGM下TE相关的建模与模型比较问题进行深入研究. 分析了近40年的TE发展历程与内容演变,对其与测试成本间关联进行剖析;对典型的TEFs进行了全面梳理与述评;研究了考虑TE的SRGM建模过程;针对8个典型的TEFs,在已发表的4组数据集上进行了深入的性能比较与评述. 研究结果表明,有效的TEF可为基于SRGM的可靠性相关研究提供重要决策支持,对考虑TE的SRGM进行综合评价是后续研究的关键.

    • 个人信用评分模型的发展及优化算法分析

      2015, 47(5):40-45. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.007

      摘要 (2905) HTML (5) PDF 449.27 K (3736) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效识别与计量个人信用风险,规避金融危机对商业银行的不利影响,保持我国信贷和金融市场的正常运转,对个人信用评分的主要模型及其发展进行了归纳,阐明个人信用评分研究中仍存在信用样本的有效性及完整性问题、信用指标体系的合理性问题以及模型的选择及适用性问题.鉴于此,基于相关性分析实现异常样本的预警,基于蒙特卡洛算法对样本进行补足;结合统计学模型及人工智能模型,采用步长遍历算法对指标体系进行优化及显著性加权;以精确度、稳健性、第1误判率、第2误判率及差异性作为选择指标,实现评分模型的选择与输出.分析表明:通过上述优化算法,将解决个人信用评分中存在的问题,提高商业银行的风险控制能力.

    • 大型挠性航天器刚柔耦合动特性分析

      2015, 47(5):46-49. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.008

      摘要 (1956) HTML (5) PDF 906.76 K (1631) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究装载周边桁架式可展开天线的航天器在进行姿态调整时的动态响应特性,建立了航天器动力学模型,并对姿态调整过程的动态响应进行数值求解.首先建立由可展开天线、太阳帆板和中心平台组成的整星有限元模型并求出无约束边界条件下的固有频率和振型.通过有限元模型和Adams联合仿真建立航天器零次刚柔耦合动力学模型并求得姿态调整过程整星的位移和转角以及太阳帆板和可展开天线的动态响应.结果表明:整星的低阶模态特性主要体现在太阳帆板和天线连接杆的变形上,而天线结构无变形;航天器在进行姿态调整时,挠性部件在做大范围整体运动的同时发生显著的结构振动;航天器完成姿态调整后天线几何中心点在平衡位置附近继续振荡.

    • 分布式双极化卫星移动MIMO信道模型

      2015, 47(5):50-56. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.009

      摘要 (1827) HTML (7) PDF 1.43 M (1441) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更好研究分布式双极化卫星移动MIMO通信系统,在对其信道特性进行分析的基础上,建立了信道模型,计算该信道模型的二阶统计量并估算系统信道容量.模型保证子信道之间的相关性与信道的统计特性不变,并考虑多普勒频谱扩展对小尺度衰落的影响.仿真结果表明,将MIMO技术应用于卫星通信中能够提高系统信道容量,信道容量与系统天线数正相关.

    • 考虑安装错位的弧齿锥齿轮小轮齿面再设计

      2015, 47(5):57-62. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.010

      摘要 (1587) HTML (4) PDF 1.11 M (1505) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证弧齿锥齿轮副在实际工况下具有良好的齿面印痕与啮合状态,研究安装错位的识别技术以及错位条件下的齿面再设计技术.分析可导致相同齿面印痕的多种安装错位组合之间的关系;提取齿面印痕的数值特征,以两接触轨迹曲线的偏差和最小为目标函数,采用优化方法识别当量安装错位;基于局部综合法,根据当量安装错位重新设计小轮的齿面.以一对弧齿锥齿轮副为例,比较实际安装错位与当量安装错位作用下的小轮再设计齿面的差曲面,验证了该设计方法的正确性和有效性.

    • 对角修形斜齿轮径向剃齿设计

      2015, 47(5):63-70. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.011

      摘要 (2472) HTML (5) PDF 1.88 M (1681) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减小齿轮振动与噪音,设计对角修形斜齿轮齿面,根据啮合原理推导其径向剃齿刀齿面;根据齿条展成渐开线齿面原理,结合Y7432平面砂轮磨齿机,建立有齿向平移运动的平面砂轮磨齿CNC模型;建立基于CNC机床各轴及砂轮轴向廓形敏感性分析的齿面修正模型,各轴运动用6阶多项式表示,分析0阶及1阶系数变化对齿面误差的影响;通过判断砂轮与剃齿刀齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,以误差平方和最小为目标函数,采用粒子群优化算法,得到机床各轴运动及砂轮轴向廓形参数.结果表明:该算法计算结果稳定,降低了磨削误差;对角修形斜齿轮的径向剃齿刀拓扑修形曲面基本为齿向反鼓形与对角修形曲面叠加;沿齿向方向的压力角、展成运动角、螺旋角参数微调可分别实现一定的对角修形加工;砂轮增加齿向运动构成3轴联动,减小了砂轮半径,可用于磨削大螺旋角、大齿宽对角修形斜齿轮.

    • 利用FEM修正法测量Ti6Al4V管件表面残余应力

      2015, 47(5):71-75. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.012

      摘要 (1961) HTML (4) PDF 1.21 M (1709) 评论 (0) 收藏

      摘要:为精确测量车削加工钛合金薄壁管件引起的表面残余应力,综合考虑测量精度、可操作性以及节约材料等因素,运用有限元法(FEM)分析确定零件合适的轴向长度,结果表明:当管件的轴向长度与外径比值λ≥1.11时,其边缘效应对于测量结果的影响可以忽略不计. 为对零件剥层后新表面应力值变化进行补偿,运用FEM修正法对X射线法测得的剥层后表面应力值进行修正,测量结果表明:Ti6Al4V管件车削加工引起的表面残余应力在轴向和切向上均呈压应力状态,切向应力高于轴向应力,深度为60 μm时,两个方向的残余应力都已基本趋于0. 表明该修正方法计算简单,其修正精度明显高于传统修正方法,可以广泛运用于实际表面加工残余应力的测量过程.

    • 充气伸长型气动柔性驱动器刚度特性

      2015, 47(5):76-80. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.013

      摘要 (2283) HTML (4) PDF 889.39 K (1581) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现充气伸长型气动柔性驱动器的变刚度控制,对其输出力模型进行改进,建立气动柔性驱动器的静态刚度和动态刚度数学模型,指出气动柔性驱动器的动态刚度为静态刚度与气压刚度之和.试验和仿真研究结果表明:供气压力是影响充气伸长型气动柔性驱动器静态刚度和动态刚度的主要因素,静态刚度和动态刚度均随供气压力的增大而增大,且呈现较好的线性关系.

    • 高斯粒子滤波的惯性/GPS紧组合算法

      2015, 47(5):81-85. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.014

      摘要 (2052) HTML (3) PDF 712.29 K (1552) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高组合导航系统的可靠性,针对以伪距、伪距率残差为量测信息的紧组合算法会带来线性化误差的缺点,推导了基于伪距、伪距率的非线性紧组合模型.针对紧组合系统状态维数高导致粒子滤波实时性差的问题,提出基于线性非线性结构分解的高斯粒子滤波算法,对状态方程中的非线性和线性部分利用高斯粒子滤波和经典卡尔曼滤波分别进行递推,有效降低了系统的运算量.仿真结果表明,使用改进的紧组合滤波算法系统定位精度相比线性化紧组合算法提高一倍.

    • 典型护卫舰飞行甲板空气流场数值模拟

      2015, 47(5):86-90. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.015

      摘要 (2207) HTML (3) PDF 850.41 K (1241) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究护卫舰飞行甲板气流场特性,获得较高精度的流场数据用于飞行仿真,利用FLUENT对孤立简化护卫舰进行数值模拟.通过合理的网格划分以及对求解方法的验证,讨论了不同网格形式及雷诺数对计算结果的影响,分析了不同湍流模型对于舰船流场计算适用性,准确捕捉了飞行甲板处涡脱落频谱特征,提高了舰船气流场计算数据精确度.研究结果表明,对于一些精确度要求较高的舰船流场计算,ILES模型较为合适.

    • 应用混合粒子群优化的检查点全局优化算法

      2015, 47(5):91-96. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.016

      摘要 (3689) HTML (4) PDF 819.19 K (1144) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对容错实时系统存在的局部最优检查点间隔为单次故障情况下的最优检查点间隔及局部最优检查点间隔并不是任务集全局最优检查点间隔的缺陷,首先给出检查点间隔全局优化问题的多目标优化模型,然后基于混合粒子群优化算法,提出检查点间隔全局优化算法.该算法通过混合粒子群优化算法的交叉和变异操作,避免算法陷入局部极值的困境,且增强了算法搜索全局近优检查点间隔的能力.实验表明,与其他检查点间隔优化算法相比,本算法可进一步提升系统容错能力.检查点间隔全局优化能在故障多次发生情况下,对任务集的检查点间隔进行全局搜索,以减小检查点设置次数和故障检测次数、高优先级任务抢占时间及故障恢复时间,提高系统可调度性.

    • 多传感器融合的穿戴式心率监测系统

      2015, 47(5):97-103. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.017

      摘要 (2613) HTML (4) PDF 1.21 M (3215) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高日常行为下心率监测准确率,用多传感器融合的方法分别融合与生物电生理和生物机械力密切相关的心电、脉搏波信号,实现基于Android平台的高可靠、穿戴式心率监测系统. 使用本系统和ST-1212心电工作站进行了18例日常行为下不同动作不同强度的同步采集和分析实验. 通过分析信号时域特征得到反映信号质量高低的信号质量指数,根据质量指数自适应调节卡尔曼滤波器对两路信号获得的心率做最优估计,最后通过卡尔曼滤波残差调节权重得到融合心率. 结果表明, 融合心率相比单从心电或者脉搏波信号所得心率准确度提高46%以上。该系统通过多传感器融合的方式能有效降低干扰对心率估计的影响,可相对长时间地进行心率低负荷连续监测.

    • ODA-IPNMF: 一种在线全网络流量异常检测方法

      2015, 47(5):104-109. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.018

      摘要 (2321) HTML (3) PDF 1.67 M (1421) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实时、高效地检测网络流量异常,提出一种基于增量投影非负矩阵分解(IPNMF)的全网络流量异常检测方法(ODA-IPNMF).提出一种增量投影非负矩阵算法,该算法不仅具有与PCA相同的表达形式,还能以增量的方式构建正常子空间和异常子空间,进而利用Shewhart控制图实现全网络流量异常的在线检测.理论分析表明,该方法计算开销远小于NMF-NAD,具有更高的实用价值;模拟网络数据以及实测网络数据实验表明,基于NMF异常检测方法(NMF-NAD和ODA-IPNMF)的检测性能优于PCA方法;本文所提ODA-IPNMF与NMF-NAD网络异常检测效果相当,且可在线检测网络异常.

    • G.HN标准中十字星座QAM低复杂度解映射算法

      2015, 47(5):110-117. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.019

      摘要 (2202) HTML (4) PDF 1.80 M (1315) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低G.HN标准中十字星座QAM解映射的复杂度,首先引入对数似然比贡献权值,衡量参考星座点对解映射的贡献;提出十字星座QAM低复杂度解映射算法,搜索范围缩小为对数似然比贡献权值较大的参考星座点;讨论算法边界情况的搜索范围确定方法;研究信道估计辅助的自适应搜索范围选择方案.仿真结果表明,本文所提算法在获得与全搜索范围相同的误码性能前提下,减小平均搜索星座点数,2 048-QAM和512-QAM解映射平均搜索星座点数仅为全搜索范围的1.9%和5.7%.简化算法较好的平衡性能和解映射复杂度,具有较大的工程应用前景.

    • 加筋板结构后极限强度行为影响参数研究

      2015, 47(5):118-122. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.020

      摘要 (2334) HTML (5) PDF 921.17 K (1454) 评论 (0) 收藏

      摘要:为使船体结构的安全性设计得到有效技术支撑,通过ABAQUS有限元软件,对面内压力作用下的加筋板结构进行响应分析,得出加筋板结构在达到极限强度之后的载荷-位移关系曲线,即后极限强度行为.探讨了板厚、材料硬化率、边界条件以及初始缺陷等影响船体加筋板结构受损之后承载能力的重要参数.结果表明:加强筋数量的增加对于提高加筋板结构在给定变形下的承载能力有利,板厚的增加并不能有效改善结构受损后的承载能力.

    • Sm、La掺杂TiAl结构和性能的第一性原理计算

      2015, 47(5):123-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.05.021

      摘要 (1679) HTML (3) PDF 1.26 M (1434) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究稀土元素掺杂对Ti-Al系金属室温延性的影响,基于密度泛函理论第一性原理,应用广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)平面波超软赝势法,建立稀土元素Sm、La掺杂TiAl晶胞模型,运用Castep计算分析Sm、La两种稀土元素掺杂的TiAl结构,对本征TiAl和掺杂TiAl的结构及力学性质进行分析. 结果表明:稀土元素Sm掺入TiAl后,TiAl的共价性增强、成键方向性增加、硬度提高、离子性下降、延性降低;稀土元素La掺入TiAl后,TiAl的共价性下降、成键方向性减弱、硬度下降、离子性增强、延性提高. 稀土元素掺杂金属间化合物,可改善其力学性能.

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