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高速履带车辆横摆运动响应特性分析与试验验证

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兵工学报 2024年第4期45卷 1094-1107页

作者：袁艺盖江涛曾根周广明李训明马长军中国北方车辆研究所北京100072

为研究高速履带车辆操纵特性,奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,建立了高速履带车辆非线性转向动力学模型及2自由度线性转向动力学模型,并对模型进行试验验证。利用2自由度线性模型推导了高速履带车辆横摆运动传递函... 详细信息

为研究高速履带车辆操纵特性,奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,建立了高速履带车辆非线性转向动力学模型及2自由度线性转向动力学模型,并对模型进行试验验证。利用2自由度线性模型推导了高速履带车辆横摆运动传递函数,基于此进行了高速履带车辆横摆运动时域和频域响应特性分析,提出履带车辆稳态横摆角速度增益及临界阻尼车速的定义。研究结果表明:履带车辆稳态横摆角速度增益均小于1,履带车辆具有不足转向特性;履带车辆系统阻尼比在1左右;当车速小于临界阻尼车速时,车辆系统为过阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间在0.2 s内;当车速等于临界阻尼车速时,车辆系统为临界阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间大于10 s;当车速大于临界阻尼车速时,车辆系统为欠阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间迅速减小至2~3 s。

关键词：高速履带车辆操纵特性横摆运动瞬态响应频率响应

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Laves-Co_(2)(HfTa)合金的相稳定性及热物性

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物理学报 2024年第12期73卷 277-287页

作者：丁宁倪晓东田付阳北京科技大学应用物理研究所北京100083

基于第一性原理计算方法,在考虑磁效应的基础上,对不同温度下合金Co_(2)(HfTa)中的稳定结构、电子性质和热力学性质展开了研究.通过第一性原理计算形成能、弹性性质及声子色散关系,结果表明合金Co_(2)(Hf_(x)Ta_(1-x))在x≤0.75时基态是... 详细信息

基于第一性原理计算方法,在考虑磁效应的基础上,对不同温度下合金Co_(2)(HfTa)中的稳定结构、电子性质和热力学性质展开了研究.通过第一性原理计算形成能、弹性性质及声子色散关系,结果表明合金Co_(2)(Hf_(x)Ta_(1-x))在x≤0.75时基态是C36,当x>0.75时基态是C14.这一发现提示了合金成分对其基态结构的影响,并为合金的稳定性提供了重要线索.值得注意的是,考虑了振动熵和电子熵的贡献后,Co_(2)Hf相对稳定的结构变为C36,Co_(2)Ta变为C14,这表明温度会对合金结构稳定性的影响.Co_(2)(Hf_(x)Ta_(1-x))合金在弹性方面呈现出本征脆性.热力学分析表明其在高温下热容趋于稳定,德拜温度近似为常数,振动熵随温度递增且与压强负相关.电子态密度分析揭示了Co_(2)(HfTa)合金三个结构的相稳定性.

关键词： Co_(2)(HfTa) Laves相稳定性热物性质第一性原理计算

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基于声振传递的飞行器噪声振动环境预示方法研究

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振动与冲击 2024年第1期43卷 290-296页

作者：李炳蔚朱红民刘时秀陈刚中国运载火箭技术研究院北京100076 北京强度环境研究所北京100076 北京航天长征飞行器研究所北京100076

针对高速飞行器飞行条件下的噪声、振动环境恶劣、复杂、难预示的问题,提出了基于声振传递的飞行器飞行条件下的噪声、振动环境预示方法。采用数值仿真、脉动压力风洞试验或工程分析等方法,获取飞行器在典型工况下的舱外脉动压力场;通... 详细信息

针对高速飞行器飞行条件下的噪声、振动环境恶劣、复杂、难预示的问题,提出了基于声振传递的飞行器飞行条件下的噪声、振动环境预示方法。采用数值仿真、脉动压力风洞试验或工程分析等方法,获取飞行器在典型工况下的舱外脉动压力场;通过噪声试验或声振耦合仿真分析的方法,得到飞行器声振传递特性;根据获得的舱外脉动压力和声振能量传递特性,结合具体飞行参数得到实际飞行条件下的飞行器声振预示环境。采用该方法对某飞行器开展了振动环境预示研究,经地面及飞行试验验证振动环境量级预示精度可达1.6 dB。提出的基于声振传递的飞行声振环境预示方法可以广泛应用在导弹、火箭等飞行器的精细化环境设计中,对于提高飞行器总体性能、环境适应性和飞行可靠性具有重要的工程意义。

关键词：声振传递飞行器声振环境环境预示飞行环境脉动压力

北京市丰台区永定河以东浅层地下水水化学演变规律及成因分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2651-2664页

作者：胡昱欣周瑞静宋炜杨全合王鑫茹北京市工程地质研究所北京100048

为更好支撑北京市丰台区地下水资源开发利用、污染管控与防治工作,以丰台区永定河以东区域枯水期浅层地下水长序列监测数据为基础,综合运用数理统计、Gibbs图和离子比例分析等方法探究了丰台区地下水水化学演变规律、形成机制及污染来源... 详细信息

为更好支撑北京市丰台区地下水资源开发利用、污染管控与防治工作,以丰台区永定河以东区域枯水期浅层地下水长序列监测数据为基础,综合运用数理统计、Gibbs图和离子比例分析等方法探究了丰台区地下水水化学演变规律、形成机制及污染来源,结果表明:①研究区现状地下水质量整体较差,地下水中各指标平均浓度自1976年至今呈先升高后降低趋势,Cl^(−)、SO_(4)^(2-)和总硬度(TH)污染范围总体呈扩大趋势,溶解性总固体(TDS)和硝酸盐氮(NO_(3)^(-))污染范围以2005年为拐点呈先扩大后缩小趋势;②各年份地下水中优势阴、阳离子均为HCO_(3)和Ca^(2+),1976年和2021年地下水水化学类型数依次为8和17种,其主要水型依次为HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg·Na(40%)和HCO_(3)·Cl·SO_(4)-Ca·Na·Mg(23.88%),各年份区域范围内与沿地下水流向上地下水水化学类型均呈现复杂化趋势,地下水水文地球化学演变过程中水化学组分受人为活动影响显著;③地下水受岩石风化和蒸发结晶双重作用,且以蒸发作用为主,地下水阳离子交替作用较弱,碳酸盐矿物的溶解为Ca^(2+)和Mg^(2+)的主要来源;④离子比例分析得出,外源输入的NO_(3)^(-)和Cl^(−)主要来源于农业活动、城市污水,且2005年前农业活动污染影响较大,与研究区历史上大量渗坑、渗井、工业和生活污水灌溉直排关系密切.

关键词：丰台区浅层地下水水化学演变离子比例分析成因分析

基于TRIZ理论的发动机试验羽流压力测量系统改进

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航空学报 2024年第11期45卷 146-157页

作者：曹纯杨龙北京航天试验技术研究所北京100074

羽流压力是火箭发动机高空模拟试验测量的重要参数之一,能够有效地反映发动机的工作性能。针对某型号固体火箭发动机羽流高空模拟试验压力测量系统存在的未能测量到羽流场压力变化的问题,基于发明问题解决理论(TRIZ)分析系统存在的问题... 详细信息

羽流压力是火箭发动机高空模拟试验测量的重要参数之一,能够有效地反映发动机的工作性能。针对某型号固体火箭发动机羽流高空模拟试验压力测量系统存在的未能测量到羽流场压力变化的问题,基于发明问题解决理论(TRIZ)分析系统存在的问题,开展问题复现试验。依据问题定位结果,利用物理矛盾和物质-场模型的问题解决原理提出解决方案;并结合现场情况选择羽流压力测量系统的改进方案,对压力传感器内部电路进行绝缘处理,提升压力测量系统性能。改进后的系统满足发动机试验的羽流压力测量需求。

关键词：羽流压力测量发明问题解决理论(TRIZ) 因果链分析物理矛盾物质-场模型

基于多纵模振荡种子源的高功率窄线宽光纤激光器关键技术分析及研究现状

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中国光学（中英文） 2024年第1期17卷 38-51页

作者：孙仕豪郑也于淼李思源曹镱王军龙王学锋北京航天控制仪器研究所北京100094

基于多纵模振荡种子源的窄线宽光纤激光器具有光路简单、结构紧凑、可靠性高、成本低等特点,在实际工程应用以及在空间受限的载荷平台上有着显著优势,是高功率光谱合成的理想子束模块。受自脉冲效应的影响,多纵模振荡种子源的时域特性较... 详细信息

基于多纵模振荡种子源的窄线宽光纤激光器具有光路简单、结构紧凑、可靠性高、成本低等特点,在实际工程应用以及在空间受限的载荷平台上有着显著优势,是高功率光谱合成的理想子束模块。受自脉冲效应的影响,多纵模振荡种子源的时域特性较差,导致放大过程中会产生较强的光谱展宽与受激拉曼散射效应。这限制了其输出功率的进一步提升并降低了其光谱纯度。本文首先介绍了4种常见的窄线宽种子源,并重点分析了多纵模振荡种子源中自脉冲效应产生的机理及抑制方法,对优化多纵模振荡种子源和放大器的关键技术进行了详细介绍,归纳总结了近几年的技术突破与研究成果,对未来的发展方向进行了展望分析。本文研究对基于多纵模振荡种子源的窄线宽激光器的功率提升和光谱优化提供一定思路。

关键词：窄线宽光纤激光器多纵模振荡种子源自脉冲复合腔

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旋转机构零位姿态传感器设计及测量方法

中国惯性技术学报 2024年第7期32卷 696-706页

作者：张鹏波王舒雁张激扬樊亚洪赵同爽北京控制工程研究所北京100190

面向新型旋转成像载荷姿态角测量需求,针对现有传感器无法同时测量无接触旋转机构零位三轴姿态角的问题,提出了一种基于光电传感的旋转载荷零位姿态测量方法,并研制了零位姿态传感器,使用光电传感器获取过零波形,采用最小二乘法得到过... 详细信息

面向新型旋转成像载荷姿态角测量需求,针对现有传感器无法同时测量无接触旋转机构零位三轴姿态角的问题,提出了一种基于光电传感的旋转载荷零位姿态测量方法,并研制了零位姿态传感器,使用光电传感器获取过零波形,采用最小二乘法得到过零时的时间信息,通过时间和转速获得精确的旋转角和定转子相对位移。在此基础上,通过坐标变换求解出零位时的三轴姿态信息。分析平台舱和旋转舱平动、转动对传感器的测量精度的影响,建立传感器测量误差与光源组件轴安装误差、采样误差、传感器安装误差等的理论模型,仿真分析各因素对零位测量误差的影响。搭建了磁悬浮旋转支撑机构测试平台,对比所设计零位姿态传感器测量结果与电涡流位移传感器和旋变传感测量结果,分析所设计传感器的测量精度。结果表明,所设计传感器位移测量误差均值不大于2.4μm,转动角度测量误差均值不大于3.7"。所设计传感器能够准确检测出定转子间隙变化时的零位姿态信息,可为高精度的载荷舱姿态控制提供参考。

关键词：旋转载荷光电原理零位检测姿态测量

基于小波和动态互补滤波的图像与事件融合方法

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工程科学学报 2024年第11期46卷 2076-2084页

作者：王瑞琳王立贺盈波北京控制工程研究所北京100190

本文探讨了事件相机和传统帧相机数据的融合,引入了一种旨在增强复杂光照条件下成像质量的新型融合方法.事件相机作为创新性视觉传感器的代表,以其高时域分辨率和极低功耗受到广泛关注.然而,事件相机产生的数据往往存在噪声和特征丢失... 详细信息

本文探讨了事件相机和传统帧相机数据的融合,引入了一种旨在增强复杂光照条件下成像质量的新型融合方法.事件相机作为创新性视觉传感器的代表,以其高时域分辨率和极低功耗受到广泛关注.然而,事件相机产生的数据往往存在噪声和特征丢失等问题.相反,传统帧相机具有较高的空间分辨率,但在捕捉涉及快速运动或包含广泛动态范围场景时表现不佳.基于此,本文引入了一种创新方法,将离散小波变换与动态增益互补滤波相结合,有效地融合图像和事件数据.该方法首先通过计算图像的信息熵评估曝光水平.然后,采用离散小波变换来从事件数据和帧图像数据中分离高频和低频细节.随后,该方法应用动态增益互补滤波器来实现图像和事件数据的融合.该方法的核心在于其能够自适应地平衡每种数据源的贡献,从而确保在不同条件下实现最佳的图像重建质量.通过利用事件相机的高频时域信息和帧相机的高分辨率空间信息,该方法旨在克服每种传感器固有的局限性.这种融合不仅可以减轻事件相机数据中遇到的噪声和特征丢失,还可以解决帧相机在捕捉高速运动和具有明显亮度变化的场景时的缺点.该融合方法的有效性已经在HDR Hybrid Event-Frame数据集上进行了测试,该数据集具有高动态范围和复杂光照环境的真实场景.实验结果展示了该方法在提高图像质量方面实现的改进.与传统图像重建方法相比,本文方法在几个关键指标上表现出色:均方误差为0.0199,结构相似性指数为0.90,Q-score为6.07.这些结果不仅验证了所提出的融合方法在改善在挑战性条件下成像质量方面的有效性,还凸显了整合不同类型视觉数据以实现更优重建结果的潜力.

关键词：小波变换互补滤波图像与事件融合图像重建事件相机

基于光学成像探测的仅测角高轨空间物体接近感知方法

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红外与激光工程 2024年第7期53卷 179-187页

作者：王龙雷韫璠张新宇张辉武延鹏北京控制工程研究所北京100190

提出一种仅利用任务航天器光学成像探测设备给出的测角信息进行高轨空间物体接近行为感知的方法。首先,分析了空间物体相对任务航天器的方位变化规律,得到物体接近时在任务航天器轨道坐标系下方位角正切值随时间波动幅值逐渐增大;其次,... 详细信息

提出一种仅利用任务航天器光学成像探测设备给出的测角信息进行高轨空间物体接近行为感知的方法。首先,分析了空间物体相对任务航天器的方位变化规律,得到物体接近时在任务航天器轨道坐标系下方位角正切值随时间波动幅值逐渐增大;其次,分析了在光学成像探测设备成像过程中,逆光与探测设备灵敏度对空间物体可见性的影响,得到物体可见弧段在每个轨道周期内具有一定的相似性;进一步地,根据物体相对方位及可见性的变化规律,设计了一种空间物体接近行为感知方法,利用物体观测量的轨道周期一致性进行多段观测量关联,拟合方位角正切值随时间波动趋势,预测波动极值并统计极值变化规律,实现物体接近行为感知;最后,仿真验证了该方法具备不依赖距离信息感知高轨空间物体相对任务航天器接近行为的能力,仅利用3个轨道周期内、每周期有效弧段大于30 min的高轨空间物体指向测量信息判断物体相对任务航天器存在接近行为的准确率优于96%。结果证明:该方法通过赋能任务航天器常用光学成像探测设备高效费比地实现航天器自我防护能力有效提升,可普遍用于高轨航天器任务。

关键词：光学成像仅测角空间物体接近感知