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反无人机网捕发射参数误差可行域分析

宇航学报 2024年第5期45卷 711-719页

作者：何举竺伟梁庞兆君赵真杜忠华南京理工大学机械工程学院南京210094 上海宇航系统工程研究所上海201109

针对“低、慢、小”无人机网捕任务存在发射误差问题,基于弹簧质点法和Hertz碰撞理论建立了地面环境下绳网的展开碰撞动力学模型。提出理想工况和非理想工况绳网成功抓捕的判据,通过大量数值仿真分析绳网在给定发射距离、发射角度下牵... 详细信息

针对“低、慢、小”无人机网捕任务存在发射误差问题,基于弹簧质点法和Hertz碰撞理论建立了地面环境下绳网的展开碰撞动力学模型。提出理想工况和非理想工况绳网成功抓捕的判据,通过大量数值仿真分析绳网在给定发射距离、发射角度下牵引体的发射速度误差和发射时间误差可行域;并采用一种带有激光测速机构的绳网地面发射装置验证本文模型的正确性。仿真和地面试验结果表明,在给定发射距离、发射角度下,发射速度和发射时间存在一定误差时绳网仍具有较高的抓捕容错率;仿真结果和试验展开过程基本吻合,验证了所建立的动力学模型的可靠性,对实际抓捕任务具有现实指导意义。

关键词：网捕无人机绳网地面试验发射误差可行域分析

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信号交叉口右转交通安全的影响因素研究

应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 627-642页

作者：赵靖侯超凡丰明洁陈勇上海理工大学交通系统工程系上海200093

为研究人、车、路、环境因素对信号控制交叉口右转车辆与行人交互的安全影响机理,收集了51名驾驶员在28组不同交叉口设计参数和交通运行场景下的右转行驶轨迹,以车辆平均穿行速度、最大减速度、后侵入时间为表征指标,采用CatBoost-SHAP... 详细信息

为研究人、车、路、环境因素对信号控制交叉口右转车辆与行人交互的安全影响机理,收集了51名驾驶员在28组不同交叉口设计参数和交通运行场景下的右转行驶轨迹,以车辆平均穿行速度、最大减速度、后侵入时间为表征指标,采用CatBoost-SHAP模型分析了交叉口设计、交通运行和驾驶人特征对右转车辆行驶稳定性和行人过街安全性的影响重要度,运用路径分析探索了各因素对交叉口右转运行安全的影响路径.研究结果表明:交叉口设计和交通运行特征既对行人过街安全有直接作用,又通过影响右转车辆的最大减速度对其产生间接作用.交叉口转弯半径的增加会降低右转车辆行驶稳定性,增大行人过街的安全风险;相比右转专用车道和直右混行车道,交通岛后右转车道上的行人面临更大的事故风险,驾驶员的平均穿行速度和最大减速度最高可分别增加2.182m·s^(-1)和1.034m·s^(-2);右转车辆在行人流量增大时运行更加平稳,在后方有直行车辆跟随且鸣笛时则表现得更为激进.

关键词：信号控制交叉口右转交通安全驾驶员行为 CatBoost-SHAP模型路径分析驾驶模拟器

亚角秒空间分辨的太阳极紫外宽波段成像光谱仪光学设计

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物理学报 2024年第3期73卷 357-369页

作者：黄一帆邢阳光沈文杰彭吉龙代树武王颖段紫雯闫雷刘越李林北京理工大学光电学院北京100081 北京卫星环境工程研究所北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京宇航系统工程研究所北京100076

狭缝式成像光谱仪是太阳极紫外光谱成像探测的重要工具之一,然而目前国内尚无该类载荷,导致太阳物理学和空间天气学等学科在极紫外光谱诊断研究方面主要依赖国外仪器数据,严重制约了相关学科的发展.国外已发射的成像光谱仪仅具有2"量级... 详细信息

狭缝式成像光谱仪是太阳极紫外光谱成像探测的重要工具之一,然而目前国内尚无该类载荷,导致太阳物理学和空间天气学等学科在极紫外光谱诊断研究方面主要依赖国外仪器数据,严重制约了相关学科的发展.国外已发射的成像光谱仪仅具有2"量级的空间分辨率,很难观测到日冕加热模型预测的等离子体核心特征.为了更好地理解太阳不同层次大气之间的耦合过程,需要更宽光谱覆盖的太阳观测数据.鉴于此,本文提出并设计了一款亚角秒空间分辨的太阳极紫外宽波段成像光谱仪,相比现有仪器,系统能够实现更高空间和光谱分辨率、更宽光谱范围覆盖的观测.性能评价结果表明,系统在62—80 nm,92—110 nm波段内的像元空间分辨率均优于0.4",光谱分辨率均优于0.007 nm,光谱成像质量接近衍射极限,对我国未来首台空间太阳极紫外成像光谱仪的研制具有重要参考价值.

关键词：太阳极紫外光学设计成像光谱仪超环面变线距光栅

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基于深度变换的三维位置测量方法

探测与控制学报 2024年

作者：郝现伟翟晋吴姝源王泽鹏北京宇航系统工程研究所北京理工大学

针对智能弹药对军用车辆的弹目相对位置测量范围大，通过神经网络直接回归该参数时精度差、稳定性低等问题，提出了一种基于深度变换的目标三维位置测量方法。该方法将目标的三维位置测量问题转化为目标几何中心点在图像中的位置估计和... 详细信息

针对智能弹药对军用车辆的弹目相对位置测量范围大，通过神经网络直接回归该参数时精度差、稳定性低等问题，提出了一种基于深度变换的目标三维位置测量方法。该方法将目标的三维位置测量问题转化为目标几何中心点在图像中的位置估计和深度估计问题；以YOLOv5网络为算法框架，采用区间非线性映射和有序分类代替回归2种策略，解决直接回归难度较大的问题，并保证在不同距离下测量相对误差稳定；利用Sigmoid函数将位置参数非线性映射到(0，1)区间来提高测量的精度和稳定性。实验结果表明，测量距离在50m到400m范围内时，位置的相对测量误差小于5%，满足测量需求。

关键词：智能弹药位置测量深度变换

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力学性能可调的高氧钛原位电弧增材制造

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 171-183页

作者：李昌远刘长猛鲁涛郭跃岭刘彬北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中国运载火箭技术研究院北京宇航系统工程研究所北京100076

通过电弧增材制造原位制备高氧钛,并对高氧钛的成分偏析、显微组织和力学性能进行研究。结果表明,高氧钛试样的显微组织主要呈现为针状α相集束。随着氧含量的增加,试样针状α相逐渐变宽,集束尺寸变大。受氧的强化作用以及晶粒尺寸效应... 详细信息

通过电弧增材制造原位制备高氧钛,并对高氧钛的成分偏析、显微组织和力学性能进行研究。结果表明,高氧钛试样的显微组织主要呈现为针状α相集束。随着氧含量的增加,试样针状α相逐渐变宽,集束尺寸变大。受氧的强化作用以及晶粒尺寸效应共同影响,试样的强度先提高后下降,伸长率显著下降,断裂形式由塑性断裂向解理断裂过渡。当氧含量达到0.37%(质量分数)时,伸长率约为7%,试样抗拉强度超过730 MPa,约为商业纯钛的2倍。

关键词：电弧增材制造纯钛高氧含量显微组织力学性能

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基于知识图谱的中药材新闻推荐方法研究

工程管理科技前沿 2024年第2期43卷 38-47页

作者：郭崇慧朱虓吴卓青大连理工大学系统工程研究所辽宁大连116024

中药材新闻推荐是典型的垂直领域新闻推荐问题。为了有效运用领域知识,本文提出一种基于知识图谱的中药材新闻推荐方法。首先,从中药典籍中抽取实体和关系,构建中药材知识图谱;其次,从新闻标题中匹配实体,结合词嵌入和实体嵌入,通过基... 详细信息

中药材新闻推荐是典型的垂直领域新闻推荐问题。为了有效运用领域知识,本文提出一种基于知识图谱的中药材新闻推荐方法。首先,从中药典籍中抽取实体和关系,构建中药材知识图谱;其次,从新闻标题中匹配实体,结合词嵌入和实体嵌入,通过基于注意力机制的知识感知卷积神经网络得到新闻嵌入表示;再次,基于用户历史点击新闻及侧面信息,运用基于知识图谱和注意力网络的中药材新闻推荐模型,生成Top-K推荐列表。在2个真实数据集上的实验表明,本文方法的HR@10指标(0.750、0.788)和MAP@10指标(0.468、0.471)均优于基线方法。本文将知识图谱引入中药材新闻推荐,提升了推荐质量,且具有一定的可解释性。

关键词：新闻推荐知识图谱注意力机制中药材

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太阳上层过渡区极紫外三级次无狭缝成像光谱仪系统设计

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光学学报 2024年第6期44卷 256-268页

作者：沈文杰邢阳光黄一帆彭吉龙代树武王颖朱成林闫雷刘越李林北京理工大学光电学院北京100081 北京卫星环境工程研究所北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京宇航系统工程研究所北京100076

提出了一款工作在Ne VII 46.52 nm谱线的新型三级次无狭缝成像光谱仪,该仪器采用两个超环面等线距光栅作为衍射元件,其中单个光栅仅工作于一个级次,这解决了现有三级次仪器使用单个光栅同时工作于三个级次的弊端,显著提升了系统校正离... 详细信息

提出了一款工作在Ne VII 46.52 nm谱线的新型三级次无狭缝成像光谱仪,该仪器采用两个超环面等线距光栅作为衍射元件,其中单个光栅仅工作于一个级次,这解决了现有三级次仪器使用单个光栅同时工作于三个级次的弊端,显著提升了系统校正离轴光栅像差的能力,结合光谱数据反演算法可以实现24′×24′视场下的高空间(1.547″)和高光谱分辨率(0.0078 nm)观测。

关键词：成像系统太阳空间观测太阳极紫外成像光谱仪无狭缝超环面等线距光栅

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空间太阳极紫外三波段成像光谱仪系统设计

光学学报 2024年第6期44卷 295-307页

作者：段紫雯邢阳光彭吉龙代树武王颖朱成林闫雷黄一帆刘越李林北京理工大学光电学院北京100081 北京卫星环境工程研究所北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京宇航系统工程研究所北京100076

太阳上层大气,即日冕、过渡区和色球,是由炽热的高度动态的磁化等离子体构成,其中高度电离的离子发射出丰富的极紫外谱线。空间太阳极紫外光谱成像观测对于捕获太阳上层大气中爆发活动的动态物理演化过程,以及实现对大气等离子体特征参... 详细信息

太阳上层大气,即日冕、过渡区和色球,是由炽热的高度动态的磁化等离子体构成,其中高度电离的离子发射出丰富的极紫外谱线。空间太阳极紫外光谱成像观测对于捕获太阳上层大气中爆发活动的动态物理演化过程,以及实现对大气等离子体特征参数的精确测量具有重要的意义。然而现有的极紫外光谱成像仪器只能针对太阳上层大气的一个或两个目标区域进行成像观测,缺乏采用单一仪器对整个太阳上层大气区域在大空间和宽波段尺度范围内的光谱进行诊断的能力,严重制约了人们对太阳爆发活动中的能量及物质输运过程的理解。为了利用单个仪器实现对日冕、过渡区和色球的高分辨率同时诊断观测,本文提出并设计了一款同时工作在17~21 nm、70~80 nm和95~105 nm三个波段的太阳极紫外成像光谱仪,该仪器基于非罗兰圆结构下的椭球面变线距(EVLS)光栅像差校正理论,采用狭缝扫描式成像光谱结构,实现了具有大离轴狭缝视场的高空间、高光谱分辨的消像散光谱成像。基于蒙特卡罗统计模拟方法对太阳极紫外三波段成像光谱仪的最优模型开展光线追迹仿真实验,仿真结果表明,所设计的成像光谱仪取得了良好的光栅像差校正效果,系统空间分辨率优于0.6″,光谱分辨率在17~21 nm波段优于0.006 nm,在70~80 nm和95~105 nm波段优于0.008 nm。本文研究对我国未来的太阳极紫外光谱成像仪器的发展和研制具有重要的理论意义,对我国未来的太阳空间探测任务的型号遴选具有重要的参考价值。

关键词：太阳空间探测太阳极紫外成像光谱仪光栅像差校正光线追迹

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多喷管火箭上升段羽流流场及其底部热环境

航空动力学报 2024年

作者：任帆涛姜毅刘汉宇贾启明北京理工大学宇航学院北京宇航系统工程研究所北京电子工程总体研究所

针对多喷管并联运载火箭上升段羽流流场结构与底部加热导致的火箭热防护问题，建立了九喷管构型运载火箭分析模型，通过数值仿真研究了不同高度下的羽流流场及底部热环境现象。通过与风洞试验数据对比，验证了数值方法的可靠性。分析结... 详细信息

针对多喷管并联运载火箭上升段羽流流场结构与底部加热导致的火箭热防护问题，建立了九喷管构型运载火箭分析模型，通过数值仿真研究了不同高度下的羽流流场及底部热环境现象。通过与风洞试验数据对比，验证了数值方法的可靠性。分析结果表明：多喷管运载火箭上升段射流间发生碰撞，不同海拔高度分别出现了循环涡、燃气回流以及反溅等现象，高度越高，射流膨胀角越大。飞行高度较低时，箭体底部加热主要以辐射加热为主；随着高度增加，对流加热的影响增大。底部热流密度峰值出现在30～40km范围内，对流热流密度最大为318.16kW/m2，辐射热流密度最大为315.38kW/m2，总热流密度最大为570.31kW/m2。底板温度梯度是对流加热的主要影响因素，辐射加热主要受辐射强度、距离及辐射微元面积影响。

关键词：液体运载火箭燃气羽流对流热/辐射热多喷管底部热环境