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    论文

  • 田建辉, 钱林方, 徐亚栋, 陈龙淼
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    针对无人炮塔火力线跟踪动力系统中存在的火力瞄准机构运动使系统动力参数摄动和火炮射击时冲击使系统输入存在外部干扰问题,提出了一种神经滑模控制策略。采用非奇异终端滑模面保证系统状态能够在有限时间内到达滑模面和平衡点;采用径向基函数神经网络自适应地补偿系统摄动和冲击干扰,保证滑模控制在滑模面的运动。应用李亚普诺夫稳定性判据证明了控制器稳定性和火力线跟踪误差收敛性。仿真结果表明,通过神经网络的在线学习实现了火力线位置精确和鲁棒跟踪,并充分抑制了滑模控制中的抖振现象。该方法是有效的。针对无人炮塔火力线跟踪动力系统中存在的火力瞄准机构运动使系统动力参数摄动和火炮射击时冲击使系统输入存在外部干扰问题,提出了一种神经滑模控制策略。采用非奇异终端滑模面保证系统状态能够在有限时间内到达滑模面和平衡点;采用径向基函数神经网络自适应地补偿系统摄动和冲击干扰,保证滑模控制在滑模面的运动。应用李亚普诺夫稳定性判据证明了控制器稳定性和火力线跟踪误差收敛性。仿真结果表明,通过神经网络的在线学习实现了火力线位置精确和鲁棒跟踪,并充分抑制了滑模控制中的抖振现象。该方法是有效的。
  • 孙秀云, 沈锦优, 王连军, 李健生, 韩卫清
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    2,4,6-三硝基苯酚(俗称苦味酸,简称TNP)是一种重要的含能材料,广泛应用于起爆药生产中。针对TNP污染的生物治理,从长期受到TNP污染的土壤中富集筛选出了三株能以TNP为唯一碳源、氮源生长的菌株。其中,NJUST16菌的降解能力最为优异。经形态观察、16S rDNA序列分析和系统发育分析,NJUST16鉴定为Rhodococcus sp. 红外谱图、紫外可见光谱图等分析手段表明:TNP在菌株NJUST16的作用下,苯环发生了开环反应,硝基发生了脱除,且无明显的中间产物积累,TNP发生了矿化。
  • 王玉峰,邢耀国,李高春,张勇
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    为研究湿度对固体火箭发动机的影响,提出了HTPB推进剂药柱中湿气扩散及湿应力的数学模型和有限元模型,并对其湿气扩散和湿应力进行了有限元分析计算。结果表明,环境越潮湿,药柱内部的吸湿情况越严重,湿应力越大,Von Mises湿应力最大值始终出现在星尖处,温度对其湿扩散也有一定的影响,高温环境下湿气扩散速度相对较高。所以,在固体火箭发动机的贮存和使用中要注意防潮。
  • 姚治海,李建宇,冯秀琴,田作林,黄晗
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    提出了利用延时反馈调制泵浦场实现恒定场泵浦二次谐波系统混沌控制与同步的方法。利用延时反馈信号调制泵浦场强度,选择合适的反馈系数和延迟时间,可以将二次谐波系统从混沌态控制到周期态。数值分析结果表明,如果两个或多个二次谐波系统的泵浦场被相同的反馈信号调制,这些系统尽管初始条件不同,在确定的参数范围内,通过调整反馈系数和延迟时间,可以实现混沌同步。这种方法可以同时实现多个二次谐波系统的混沌控制与同步,为解决利用二次谐波系统实现多路信号混沌保密通信问题打下基础。
  • 何嘉懿,廖桂生,杨志伟
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    针对低可观测运动目标航迹检测问题,提出了一种融合图像处理和曲线拟合的多目标航迹检测方法。在对雷达回波进行处理获得距离-时间图像的基础上,利用相位一致性模型检测边缘,结合自适应区域生长技术提取具有一致性边缘走向的连通区域;采用clearing技术和迭代最小二乘方法估计目标运动轨迹和运动参数。仿真结果表明:该算法即使在信噪比很低时,也能清晰地检测到多目标航迹,而仅使用相位一致性模型则很难检测出多目标航迹。
  • 钱江, 吕孝雷, 李凉海, 邢孟道
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    针对传统成像方法受瑞利分辨率的限制,提出了基于稀疏信号表示的地面运动目标成像方法。地面动目标回波可建模为稀疏线性调频信号,可将其在线性调频信号超完备基上稀疏表示。相对于距离-多普勒(RD)算法,基于稀疏信号表示的成像方法具有超分辨特性,有利于对运动目标检测。仿真与实测数据验证了该方法的有效性。
  • 蒋飞, 刘中, 包伯成, 胡文
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    研究了连续混沌调频信号(CCFMS)的窄带延迟技术,利用混沌滤波同步实现了采用窄带延迟技术对宽带信号的延迟。根据CCFMS的动力学产生原理,构建了CCFMS的动力学同步响应模型。通过计算最大条件Lyapunov指数,探讨了系统同步对延迟性能的影响。与传统的延迟技术相比,这种窄带延迟技术能降低幅度相位不一致性及插入损耗,减小延迟设备代价,仿真结果表明了该技术可节省65%的延迟带宽。研究了连续混沌调频信号(CCFMS)的窄带延迟技术,利用混沌滤波同步实现了采用窄带延迟技术对宽带信号的延迟。根据CCFMS的动力学产生原理,构建了CCFMS的动力学同步响应模型。通过计算最大条件Lyapunov指数,探讨了系统同步对延迟性能的影响。与传统的延迟技术相比,这种窄带延迟技术能降低幅度相位不一致性及插入损耗,减小延迟设备代价,仿真结果表明了该技术可节省65%的延迟带宽。
  • 吕喜在, 苏绍璟, 黄芝平
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    为了获取数字通信中未知线路的自同步扰码信息,在对信源不平衡条件下自同步加扰序列的重码统计特性进行深入分析的基础上,提出了基于重码统计的自同步扰码多项式阶数盲测定方法。之后,基于组合不平衡性的思想,提出了一种优于Walsh变换法的自同步扰码多项式抽头位置判定算法。实验和仿真结果验证了理论分析的正确性和自同步扰码多项式盲恢复方法的有效性。为了获取数字通信中未知线路的自同步扰码信息,在对信源不平衡条件下自同步加扰序列的重码统计特性进行深入分析的基础上,提出了基于重码统计的自同步扰码多项式阶数盲测定方法。之后,基于组合不平衡性的思想,提出了一种优于Walsh变换法的自同步扰码多项式抽头位置判定算法。实验和仿真结果验证了理论分析的正确性和自同步扰码多项式盲恢复方法的有效性。
  • 高长生, 荆武兴, 李君龙
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    基于反演技术研究了双滑块质量矩导弹俯仰、偏航通道跟踪控制问题。以所建立的仿射型控制模型为基础,考虑到滑块速度、加速度及导轨等不确定因素的影响,给出了鲁棒自适应反演控制律;针对反演法存在计算膨胀这一问题,设计了滑模滤波器来估计虚拟控制量的导数;针对反演法给出的增益系数无法保证满意的性能指标这一问题,采用遗传算法优化控制器参数。仿真结果验证了算法的有效性。基于反演技术研究了双滑块质量矩导弹俯仰、偏航通道跟踪控制问题。以所建立的仿射型控制模型为基础,考虑到滑块速度、加速度及导轨等不确定因素的影响,给出了鲁棒自适应反演控制律;针对反演法存在计算膨胀这一问题,设计了滑模滤波器来估计虚拟控制量的导数;针对反演法给出的增益系数无法保证满意的性能指标这一问题,采用遗传算法优化控制器参数。仿真结果验证了算法的有效性。
  • 徐烨烽,仇海涛,何孟珂,孟庆季
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    为了实现中精度、低成本的航姿参考系统,提出了一种基于低精度MEMS(Micro Electronic Mechanical System)陀螺旋转调制技术的解决方案,研究了陀螺的刻度系数误差以及比例敏感漂移在旋转调制下的特性,分析了旋转调制技术可能引入的新误差,如旋转分解误差,涡动误差等;针对各种不同的误差源,给出了相应的误差补偿方法及补偿结果。实验结果表明,经误差补偿后,旋转调制可以将MEMS陀螺的精度提高近30倍,利用漂移为30°/h的MEMS陀螺可以实现优于1°/h的航姿保持精度。
  • 张健, 郭策安, 张罡2, 郝士明
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    用电弧离子镀方法在PCrNi3MoVA钢表面制备Ti0.7Al0.3N涂层,研究了涂层的机械性能、高温抗氧化性及耐腐蚀性。结果表明:涂层的硬度较基材提高了近6.5倍,基材的磨损机制主要为严重的磨料磨损和塑性流动,Ti0.7Al0.3N涂层磨损机制主要是粘着磨损,同时还伴有轻微的磨料磨损,Ti0.7Al0.3N涂层的摩擦系数(0.52~0.57)明显小于基材的摩擦系数(0.73~0.78). 基材在750 ℃空气中氧化3 h后表面氧化严重,而涂层在850 ℃空气中氧化3 h后仍具有优良的抗氧化性,其原因是Ti0.7Al0.3N涂层表面生成致密的Al2O3和TiO2的混合氧化物膜。Ti0.7Al0.3N涂层在3.5mass% NaCl溶液中较基材自腐蚀电位提高了近200 mV,能够显著提高基材的抗腐蚀能力。用电弧离子镀方法在PCrNi3MoVA钢表面制备Ti0.7Al0.3N涂层,研究了涂层的机械性能、高温抗氧化性及耐腐蚀性。结果表明:涂层的硬度较基材提高了近6.5倍,基材的磨损机制主要为严重的磨料磨损和塑性流动,Ti0.7Al0.3N涂层磨损机制主要是粘着磨损,同时还伴有轻微的磨料磨损,Ti0.7Al0.3N涂层的摩擦系数(0.52~0.57)明显小于基材的摩擦系数(0.73~0.78). 基材在750 ℃空气中氧化3 h后表面氧化严重,而涂层在850 ℃空气中氧化3 h后仍具有优良的抗氧化性,其原因是Ti0.7Al0.3N涂层表面生成致密的Al2O3和TiO2的混合氧化物膜。Ti0.7Al0.3N涂层在3.5mass% NaCl溶液中较基材自腐蚀电位提高了近200 mV,能够显著提高基材的抗腐蚀能力。
  • 马捷, 魏建忠, 王从曾, 范爱玲
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    以WF6、H2为原料,采用化学气相沉积法沉积制备出不同直径难熔金属钨管。对不同沉积温度(500 ℃,600 ℃,700 ℃)沉积制备钨管的纯度、密度、显微硬度、残余应力及钨管强度进行了测试与分析研究。研究结果表明:沉积制备钨管具有高纯度和高致密度;随着沉积温度、钨管半径(3~20 mm)不同,显微硬度值在500~800 HV之间;沿钨管圆周、半径方向存在较大残余应力;抗拉强度范围在300~500 MPa. 以WF6、H2为原料,采用化学气相沉积法沉积制备出不同直径难熔金属钨管。对不同沉积温度(500 ℃,600 ℃,700 ℃)沉积制备钨管的纯度、密度、显微硬度、残余应力及钨管强度进行了测试与分析研究。研究结果表明:沉积制备钨管具有高纯度和高致密度;随着沉积温度、钨管半径(3~20 mm)不同,显微硬度值在500~800 HV之间;沿钨管圆周、半径方向存在较大残余应力;抗拉强度范围在300~500 MPa.
  • 果春焕,杨阳,陈凤秋,杨澍,刘瑞堂
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    为了探讨轧制工艺对10CrNiCu钢连铸方坯和球扁钢的偏析特性及性能的影响,通过原位统计分布分析及微型剪切试验,研究了10CrNiCu连铸方坯及其球扁钢中溶质元素的偏析规律和偏析对性能的影响。研究表明,S元素偏析对10CrNiCu制品的服役性能有明显影响,且S元素在球扁钢中的最大偏析度约为2.5;球头心部偏析较严重,致使球头表面的强度高于心部。
  • 付梦印, 杨毅, 朱昊, 王立平
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    在所构建的摄像机与激光雷达组合感知系统上,对基于特征点的配准问题进行了研究。结合3D激光雷达与摄像机工作特性,针对激光雷达混合像素及边界点问题,设计了基于相关扫描序列滤波器(Associated Scanning Sequence Filter,ASSF),很大程度上减少了混合像素对配准特征点提取的影响,提高了提取准确度,使3D激光雷达与摄像机配准结果更为精确;另外,提出了基于结构化特征的激光雷达坐标原点位置标定方法,减少了激光雷达的量测误差。基于以上研究结果,使组合感知系统能够准确地对移动机器人行驶环境进行感知。
  • 曾家有
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    反舰导弹采用现在点射击方式,计算射击诸元时,不测定目标运动要素、不计算导弹反舰导弹采用现在点射击方式,计算射击诸元时,不测定目标运动要素、不计算导弹自控飞行时间内目标的运动及瞄准目标的现在位置射击导致影响捕捉概率的误差因素增多传统计算模型不能全面反映出误差对捕捉概率的影响。考虑各种影响因素且把平台定位误差、目标机动范围、目标指示误差作为圆分布来处理逐步建立起不同误差条件下现在点射击方式反舰导弹的捕捉概率计算模型。结果显示,影响现在点射击方式反舰导弹捕捉概率的主要因素是发射距离和搜索范围,各种误差对捕捉概率有不可忽视的影响,当目标指示误差达到5 km或平台定位误差达到3 km时,捕捉概率很难达到0.99.
  • 黄郡,单洪,满毅
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    针对保证目标区域干扰覆盖和最小能量消耗的优化目标,建立了小型干扰机区域分簇组网结构和基于多目标整数规划的协同干扰任务分配模型。在此基础上,研究了完全覆盖和不完全覆盖下的任务分配方案,针对其中的单目标覆盖和多目标覆盖问题分别建立多选择背包模型和多选择多维背包模型进行求解。结合遗传算法和启发式算法,设计了基于整数编码的混合遗传算法,用于求解复杂背包问题。最后,仿真结果表明了模型的合理性和算法的有效性。
  • 向敏, 张为华, 张孜博, 屠基元
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    基于欧拉—欧拉双流体模型开展了局部通气空泡尾部气泡流仿真及减阻特性研究。模型中建立了局部通气空泡尾部回射流泄气模型,并通过改进湍流耗散系数计算模型考虑了高气含量对两相作用的影响。通过将模型应用于轴对称体微气泡减阻试验,验证了多相流模型的准确性。通过开展不同工况下局部通气空泡流仿真,正确预示了空泡后回流区及其下游气泡分布特点。基于仿真结果,对试验体摩阻和压阻进行分析,研究表明对于高压阻航行器,局部通气空化综合利用空化减阻和微气泡减阻,既能有效减小摩擦阻力,又能保持较小压阻,能实现比超空泡更高的减阻率。基于欧拉—欧拉双流体模型开展了局部通气空泡尾部气泡流仿真及减阻特性研究。模型中建立了局部通气空泡尾部回射流泄气模型,并通过改进湍流耗散系数计算模型考虑了高气含量对两相作用的影响。通过将模型应用于轴对称体微气泡减阻试验,验证了多相流模型的准确性。通过开展不同工况下局部通气空泡流仿真,正确预示了空泡后回流区及其下游气泡分布特点。基于仿真结果,对试验体摩阻和压阻进行分析,研究表明对于高压阻航行器,局部通气空化综合利用空化减阻和微气泡减阻,既能有效减小摩擦阻力,又能保持较小压阻,能实现比超空泡更高的减阻率。
  • 综述

  • 徐鹏,祖静,范锦彪
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    结合作者及其合作者最近几年在侵彻加速度测试领域的若干研究工作,总结评价了近十几年国内外弹体高速侵彻硬目标高g值加速度现场测试研究成果,特别是存储测试技术在这方面的应用。同时总结了侵彻加速度测试相关技术的发展,包括高g值加速度计的抗高冲击性能和校准、电池抗高冲击性能的研究等。最后结合现有研究基础和潜在的国防需求,论述了这一研究领域的发展趋势以及值得注意的问题。
  • 研究简报

  • 王春艳, 姜会林, 王陆, 王晓曼, 王志坚
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    为了提高自行武器火控动态性能指标的测试精度,提出了在动基座上测试火控动态性能参数的方法。采用CCD数字成像和人眼观察并存的方式,对光学系统进行了设计,研制出火控动态性能测试系统。实现了稳定器稳定精度等7项重要指标的高精度测量。为了使测试设备的光轴保持一致性,研制了多光轴一致性检测装置,保证了整个系统的测量精度。实际使用表明:视场清晰,精度达到了0.1 mil,且使用方便,适应性强。为了提高自行武器火控动态性能指标的测试精度,提出了在动基座上测试火控动态性能参数的方法。采用CCD数字成像和人眼观察并存的方式,对光学系统进行了设计,研制出火控动态性能测试系统。实现了稳定器稳定精度等7项重要指标的高精度测量。为了使测试设备的光轴保持一致性,研制了多光轴一致性检测装置,保证了整个系统的测量精度。实际使用表明:视场清晰,精度达到了0.1 mil,且使用方便,适应性强。
  • 胡贞, 姜会林, 佟首峰, 宋正勋
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    为了提高某机载空间激光通信终端中捕获、跟踪、对准(ATP)系统的跟踪精度,提出了对该系统的改进方案并研制了样机。对光学接收单元、粗跟踪单元、精跟踪单元以及超前瞄准控制等单元进行了设计。建立了复合轴跟踪系统控制模型,对系统的跟踪控制性能进行了仿真研究。为了验证ATP系统校正粗跟踪残余误差的能力,在激光通信平台振动模拟实验台上进行了模拟实验。结果表明,ATP粗跟踪系统的控制带宽5.5 Hz,精跟踪系统的控制带宽350 Hz,跟踪误差小于2 μrad,ATP系统的跟踪性能得到了提高。为了提高某机载空间激光通信终端中捕获、跟踪、对准(ATP)系统的跟踪精度,提出了对该系统的改进方案并研制了样机。对光学接收单元、粗跟踪单元、精跟踪单元以及超前瞄准控制等单元进行了设计。建立了复合轴跟踪系统控制模型,对系统的跟踪控制性能进行了仿真研究。为了验证ATP系统校正粗跟踪残余误差的能力,在激光通信平台振动模拟实验台上进行了模拟实验。结果表明,ATP粗跟踪系统的控制带宽5.5 Hz,精跟踪系统的控制带宽350 Hz,跟踪误差小于2 μrad,ATP系统的跟踪性能得到了提高。
  • 董明杰, 汪渤, 石永生, 高志峰
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    通过对电荷平衡式V/F转换电路的理论分析,找出了V/F转换电路零位温度漂移及标度因数温度漂移的主要影响因素。针对零位的漂移,提出了选择元器件的原则。在满量程输出为-200~200 kHz情况下,全温度范围内转换电路零位的变化不大于0.5 Hz. 针对标度因数的漂移,设计了一个结构简单的温度补偿电路,通过温度补偿,V/F转换电路的标度因数平均温度系数可以控制在2×10-6/℃以内。通过对电荷平衡式V/F转换电路的理论分析,找出了V/F转换电路零位温度漂移及标度因数温度漂移的主要影响因素。针对零位的漂移,提出了选择元器件的原则。在满量程输出为-200~200 kHz情况下,全温度范围内转换电路零位的变化不大于0.5 Hz. 针对标度因数的漂移,设计了一个结构简单的温度补偿电路,通过温度补偿,V/F转换电路的标度因数平均温度系数可以控制在2×10-6/℃以内。
  • 徐海全,王国宏,关成斌
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    分布式干扰下,目标的检测概率降低,造成了航迹寿命短,雷达不能对目标进行连续地跟踪。针对上述问题,本文提出了分布式干扰下雷达网多假设跟踪方法。首先利用基于空间距离差的鉴别方法对干扰进行鉴别,鉴别为分布式干扰后,再对干扰功率进行估计,通过构造检测概率改善因子实现了检测门限自适应选取,提高目标的检测概率,最后进行基于数据压缩的多假设跟踪处理。仿真结果表明,此种方法改善了目标的检测概率,提高了航迹寿命,具有较好的对抗分布式干扰效果。
  • 陆建山, 王昌明, 宋高顺, 张爱军
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    针对GPS定位中,由于模型单一而不能适应环境影响或机动过程变化的问题,提出将交互式多模型算法引入到定位方法中。文中详细阐述了基于卡尔曼(Kalman)滤波的交互式多模型(IMMKF)算法原理及其在GPS定位中的应用。根据静态单点定位实测数据的试验分析,验证了变噪声模型的IMMKF能很好地适应环境噪声的变化;进一步通过动态定位仿真,说明了IMMKF算法在动态过程中能对多模型进行有效的融合,在很大程度上弥补了单模型的不足。针对GPS定位中,由于模型单一而不能适应环境影响或机动过程变化的问题,提出将交互式多模型算法引入到定位方法中。文中详细阐述了基于卡尔曼(Kalman)滤波的交互式多模型(IMMKF)算法原理及其在GPS定位中的应用。根据静态单点定位实测数据的试验分析,验证了变噪声模型的IMMKF能很好地适应环境噪声的变化;进一步通过动态定位仿真,说明了IMMKF算法在动态过程中能对多模型进行有效的融合,在很大程度上弥补了单模型的不足。
  • 孙连坤,万振凯,张桂玲
    摘要 ( ) PDF全文 (1022 KB) ( ) 可视化 收藏
    针对具有通信约束的不确定网络控制系统,研究了其保成本观测器设计问题。通过在传感器端引入send on delta (SOD)调度策略,减少非重要信息对网络资源的占用。随后建立考虑SOD调度策略后的系统模型。利用Lyapunov稳定性理论,给出系统在输出反馈条件下保成本观测器存在的充分条件,进而利用线性矩阵不等式、正交补方法求解了保成本观测器的参数值,进一步优化了成本矩阵。最后通过仿真验证了方法的有效性。
  • 徐文旭, 李召, 张更宇
    摘要 ( ) PDF全文 (977 KB) ( ) 可视化 收藏
    为了研究机动目标对制导精度的影响,将目标机动统计特性描述为目标加速度的微分是有色噪声序列并建立了相应的系统状态模型,比统计独立的白噪声序列具有更大的目标机动模式覆盖范围。采用Kalman滤波算法对系统状态模型进行求解,从而实现最优制导回路的闭合。仿真结果表明,与传统的导引律相比,该方案在不改变导弹硬件的前提下,提高了导弹攻击低空直升机等高机动目标命中精度的能力,为间瞄寻的导弹实现最优制导提供了设计参考。