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一种改进的全息SAR相位梯度自聚焦算法

系统工程与电子技术 2024年

作者：黄丰卓冯东华洋晟黄晓涛国防科技大学电子科学学院上海机电工程研究所

合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）全息成像（HoloSAR）是一种新兴的SAR三维成像模式，通过不同空间维度的观测提供丰富的目标散射信息。相位梯度自聚焦（phase gradient autofocus，PGA）是一种高效的相位误差补偿方法，... 详细信息

合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）全息成像（HoloSAR）是一种新兴的SAR三维成像模式，通过不同空间维度的观测提供丰富的目标散射信息。相位梯度自聚焦（phase gradient autofocus，PGA）是一种高效的相位误差补偿方法，其缺陷在于无法估计相位误差中的线性分量，会造成HoloSAR子孔径成像结果高度偏移。因此，本文提出了一种改进的PGA方法，将图像偏置算法拓展至三维成像，用于估计PGA中的残余线性相位误差，从而解决HoloSAR子孔径图像之间的高度偏移问题。所提方法能够在回波域和图像域联合校正相位误差，相比于现有方法更加简便高效。仿真目标和GOTCHA实测数据的处理结果证实了该方法的有效性和实用性。

关键词：三维成像全息合成孔径雷达相位误差校正相位梯度自聚焦

基于Hessian局部线性嵌入和MLP-Mixer的液体火箭发动机涡轮泵轻量化故障诊断框架

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振动与冲击 2024年第2期43卷 156-165页

作者：窦唯赵东方张宏利刘树林北京航天动力研究所北京100076 上海大学机电工程与自动化学院上海200044

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法... 详细信息

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法利用Hessian局部线性嵌入算法对信号时域、频域及时频特征进行降维,并引入一种轻量化的深度学习模型MLP-Mixer作为分类器,进而实现不同故障状态的辨识。采用某型号涡轮泵试车数据验证了所提方法的有效性,结果表明,该方法能够在保障诊断精度的同时有效降低计算复杂度,提高诊断效率。

关键词：液体火箭发动机涡轮泵故障诊断 Hessian局部线性嵌入 MLP-Mixer

基于YOLO v5的直播油菜激光间苗系统设计与试验

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农业机械学报 2024年第4期55卷 40-52页

作者：张昌松李伟陕西科技大学机电工程学院西安710021

间苗是保证直播油菜增产的一项关键技术措施,为解决人工间苗劳动强度大、机械间苗不精确的问题,采用机器视觉的方式,基于深度学习算法YOLO v5平台,设计并搭建自动间苗装置。机器视觉系统评估幼苗种群的合理密植情况,间苗算法以间距和幼... 详细信息

间苗是保证直播油菜增产的一项关键技术措施,为解决人工间苗劳动强度大、机械间苗不精确的问题,采用机器视觉的方式,基于深度学习算法YOLO v5平台,设计并搭建自动间苗装置。机器视觉系统评估幼苗种群的合理密植情况,间苗算法以间距和幼苗叶展为评估标准,实现控制幼苗间距和筛选优质苗的功能。选用遗传算法对间苗行进路径进行规划,相较于未规划路径可缩短最低为50%的行进距离,最终采用激光器高温烧除的方式完成间苗作业。选取油菜苗作为试验材料,间苗阈值α是划定幼苗最小间距的参数,设置不同的间苗阈值α进行试验。结果表明,间除苗的数量随着间苗阈值α的增加而增加,幼苗平均密度下降的同时种群分布趋于均匀,对间除苗的叶展长度分类统计,α为0~75 mm时,间除苗叶展长度全部在0~20 mm范围;α为75~200 mm时,间除苗叶展长度为0~40 mm,其中叶展长度为20~40 mm的最高占比约为76%;α为200~350 mm时,间除苗叶展长度在40 mm以上的幼苗开始增加,最高占比约为14%,间除苗叶展长度梯次分布证明了间苗算法具备筛选优质苗的性能。间苗执行阶段耗时占据间苗作业总耗时的90%以上,以激光走线参数L、激光器功率P、间苗距离阈值为试验因素,三因素三水平正交试验结果表明:选择合适的激光走线参数L能有效提高间苗死亡率、降低间苗误伤率和减少间苗耗时,在参数L为30 mm、P为7.5 W、α为250 mm下开展土槽台架性能验证试验,激光间苗平均死亡率为93.29%,平均误伤率为5.19%,平均总耗时为15.19 min,为开发基于机器视觉的激光自动间苗机提供了理论基础和技术支撑。

关键词：油菜自动间苗 YOLO v5 激光器遗传算法

基于PECVD技术的石墨烯可控制备与应用:现状与展望

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科学通报 2024年第14期69卷 1893-1905页

作者：郝朝旭王雪东何燕慈海娜青岛科技大学机电工程学院青岛266061

石墨烯因其优异的物理/化学特性,在众多领域有着广泛的应用前景.为了推动石墨烯材料的实际应用,需要寻找稳定可靠、可扩展和低成本的石墨烯材料制备方法.等离子体增强化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD)... 详细信息

石墨烯因其优异的物理/化学特性,在众多领域有着广泛的应用前景.为了推动石墨烯材料的实际应用,需要寻找稳定可靠、可扩展和低成本的石墨烯材料制备方法.等离子体增强化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD)技术是一种借助外加能量辅助反应前驱体裂解产生等离子体,进而实现石墨烯制备的方法. PECVD技术在沿袭了传统化学气相沉积法工艺产物设计性强、反应途径灵活、可批量化、高品质制备石墨烯等优点的基础上,可以实现石墨烯在更低的生长温度、更多样化的生长衬底上以更快的生长速度制备合成,从而能够有效降低能耗,提高制备效率,拓展石墨烯的应用场景.本文综述了近年来利用不同等离子体源(射频、直流和微波)PECVD技术制备石墨烯的研究进展,讨论了其生长机理,以及PECVD制备石墨烯在储能、器件散热和光热转化等相关领域的应用,进一步对PECVD技术在石墨烯制备和应用中面临的挑战和未来的发展前景进行了总结.

关键词：等离子体增强化学气相沉积二维石墨烯薄膜三维石墨烯纳米片储能散热光热转化

基于非线性最小方差的磁浮列车悬浮系统性能评估

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：王浩黄翠翠丁明强龙志强国防科技大学智能科学学院西北机电工程研究所

磁浮列车的商业化运营对安全性的要求极为严苛，其中悬浮系统作为关键核心部件，其控制性能直接影响列车的运行状态，因此，研究悬浮系统的性能评价方法尤为重要。传统的最小方差指标被广泛用于控制回路性能的量化，但其通常假设系统为... 详细信息

磁浮列车的商业化运营对安全性的要求极为严苛，其中悬浮系统作为关键核心部件，其控制性能直接影响列车的运行状态，因此，研究悬浮系统的性能评价方法尤为重要。传统的最小方差指标被广泛用于控制回路性能的量化，但其通常假设系统为线性模型，忽略了实际系统的非线性特性。事实上，磁浮列车悬浮系统是具有显著非线性特征的开环不稳定系统，在性能评价中忽视这些非线性因素可能导致性能估计偏差。为此，提出一种基于Wiener模型的非线性最小方差指标，用于磁浮列车悬浮系统的控制性能评价。该方法首先利用Wiener模型描述悬浮系统的非线性过程，并推导出基于反馈不变量的非线性最小方差指标及其计算方法。通过建立单点悬浮系统非线性模型，在不同控制器参数和扰动条件下进行仿真分析，验证该指标对控制器性能和随机扰动的评价效果。此外，基于湖南凤凰磁浮线路实车运行数据，开展悬浮系统控制性能评价实验，并对比不同时段的线性最小方差指标与误差积分指标，验证了该方法在实际应用中的有效性。

关键词：悬浮系统控制性能评估反馈不变量非线性最小方差 Wiener模型

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战场环境下遗传黏菌算法的多机协同任务分配

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1748-1756页

作者：薛雅丽李寒雁欧阳权崔闪洪君南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106 上海机电工程研究所上海201109

针对已知战场环境下的多无人机协同任务分配问题,提出基于融合遗传黏菌算法的任务分配方法.综合单机约束、机群总体收益和损耗以及任务需求等条件,构建多机协同任务分配目标函数.针对遗传算法易陷入局部最优、黏菌算法收敛慢的问题,改... 详细信息

针对已知战场环境下的多无人机协同任务分配问题,提出基于融合遗传黏菌算法的任务分配方法.综合单机约束、机群总体收益和损耗以及任务需求等条件,构建多机协同任务分配目标函数.针对遗传算法易陷入局部最优、黏菌算法收敛慢的问题,改进遗传迭代和黏菌探索行为.将离散黏菌算法引入遗传算法,增强融合算法的搜索能力.在种群迭代中加入干扰操作,提高求解精度.在已知环境下进行分配试验和路径演示,并与其他算法进行对比.结果表明,利用所提出的融合算法,能够获得目标函数值更高的任务分配方案.

关键词：多机协同任务分配遗传算法黏菌算法局部收敛

基于轨道可达域的机动航天器接近威胁规避方法

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航空学报 2024年第4期45卷 242-255页

作者：张赛杨震杜向南罗亚中国防科技大学空天科学学院长沙410073 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室长沙410073 上海机电工程研究所上海201109

面对日益复杂的空间安全形势,基于轨道机动可达域分析提出了机动航天器接近威胁计算、评估和规避方法。首先,基于可达性判据给出机动能力受限的航天器单脉冲轨道机动可达域求解方法。其次,通过判断在轨航天器自身轨道与来袭航天器机动... 详细信息

面对日益复杂的空间安全形势,基于轨道机动可达域分析提出了机动航天器接近威胁计算、评估和规避方法。首先,基于可达性判据给出机动能力受限的航天器单脉冲轨道机动可达域求解方法。其次,通过判断在轨航天器自身轨道与来袭航天器机动可达域间的位置关系计算其位于威胁域内的区段,进而得到轨道危险区。再次,基于两航天器进出危险区的时间定义了威胁评价指标,从空间和时间的窗口匹配性角度分别评估在轨航天器受来袭航天器的威胁程度。最后,给出了基于最小化危险区的航天器最优多脉冲接近威胁规避策略,对比了多个脉冲方案结果。仿真结果表明,在轨航天器能够在满足给定约束条件下实现对危险区的机动避让,并以最小燃料消耗回归正常运行轨道。

关键词：空间安全轨道机动可达域碰撞威胁规避非合作航天器

废旧聚氨酯泡沫醇解产物作为再生剂实现废橡胶的力化学再生

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高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 119-126页

作者：刘功旭白立臣郭守运柴海林渐兴澳赵金阳刘可鑫郭磊刘海超青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061

近年来,废聚氨酯和废橡胶产量呈上升趋势,其资源化循环利用成为研究热点。文中使用丙二醇作为醇解剂在不同温度下分解聚氨酯泡沫,并利用聚氨酯醇解产物作为再生剂实现了废橡胶的力化学再生。醇解产物下层液(PAPL)含有较多的胺类基团,可... 详细信息

近年来,废聚氨酯和废橡胶产量呈上升趋势,其资源化循环利用成为研究热点。文中使用丙二醇作为醇解剂在不同温度下分解聚氨酯泡沫,并利用聚氨酯醇解产物作为再生剂实现了废橡胶的力化学再生。醇解产物下层液(PAPL)含有较多的胺类基团,可与橡胶再生过程中产生的自由基结合,提高橡胶的脱硫程度,从而提高再生胶(RRs)的力学性能。与只填加活化剂的RRs相比,在原有活化剂填加份数的基础上,加入PAPL可缩短RRs的最佳硫化时间,提高交联密度。使用180℃制备的聚氨酯醇解产物下层液,RRs硫化橡胶的综合性能最好,拉伸强度达到15.6MPa,断裂伸长率达到325.5%。该方法实现了废聚氨酯和废橡胶的双重高价值回收,应用前景广阔。

关键词：聚氨酯醇解废橡胶回收再生试剂高价值回收

基于改进模型辅助ESO的磁轴承-转子系统自抗扰控制

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轴承 2024年第7期 132-137页

作者：王浩龙志强丁明强王屹华西北机电工程研究所陕西咸阳712099 国防科技大学智能科学学院长沙410073

为降低磁轴承-转子系统运行过程中多种干扰对控制系统控制精度和稳定性的影响,进一步提高磁轴承抗扰能力,提出一种基于改进模型辅助的自抗扰控制方法。建立轴向磁轴承-转子系统数学模型,将模型信息引入扩张状态观测器(ESO)的设计中,提... 详细信息

为降低磁轴承-转子系统运行过程中多种干扰对控制系统控制精度和稳定性的影响,进一步提高磁轴承抗扰能力,提出一种基于改进模型辅助的自抗扰控制方法。建立轴向磁轴承-转子系统数学模型,将模型信息引入扩张状态观测器(ESO)的设计中,提出一种线性/非线性切换模型辅助扩张状态观测器(SMESO),并使用等效增益法分析了SMESO的稳定性,通过仿真试验对比MESO与SMESO的自抗扰控制器在阶跃与正弦扰动下的抗扰能力,结果表明基于SMESO的自抗扰控制方法具有更快的响应速度和更强的抗扰能力。

关键词：滑动轴承磁力轴承干扰控制算法响应时间抗扰特性