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预冷式超声速引射器启动和负载特性研究

航空学报 2024年

作者：梁涛徐万武李智严张赛强李刚张冬冬国防科技大学空天科学学院高超声速技术实验室

超声速引射器在航空航天领域具有广泛应用，一般用于抽吸被动流和产生低压环境。为提升超声速引射器性能，本文设计了一种新型预冷式超声速引射器。该引射器采用支板结构的双喷管，并引入预冷器来预冷温度超过1100K的被动流。基于试验... 详细信息

超声速引射器在航空航天领域具有广泛应用，一般用于抽吸被动流和产生低压环境。为提升超声速引射器性能，本文设计了一种新型预冷式超声速引射器。该引射器采用支板结构的双喷管，并引入预冷器来预冷温度超过1100K的被动流。基于试验和数值模拟相结合的方法，对预冷式超声速引射器的启动特性、负载特性以及预冷被动流对其性能的影响进行了分析。研究结果表明，当主动流总压超过3.0 MPa时，预冷式超声速引射器能够完全启动，盲腔压力稳定在3.46 kPa。而当引射器处于临界启动状态时，引射流道未达到超声速满流，激波串会影响盲腔压力。在完全启动状态下，两股射流自喷管加速流出后会相互撞击，喷管出口附近的静压首先呈现先上升再下降的趋势。而当引射器处于负载状态时，喷管出口附近的静压呈现先下降再上升的趋势。同时，无论是启动还是负载状态下，引射流道均存在激波的交汇和反射，形成菱形激波区域，但随着被动流流量的增加和其温度的提升，这些菱形区域逐渐消失。低引射系数条件下，预冷被动流有效提升主被动流的混合效率，但在高引射系数下该优势不再凸显。此外，预冷被动流能有效提升引射器的增压比，提升幅度超过33.3%。

关键词：引射器预冷器流场混合激波

基于液滴高压蒸发理论的变时滞燃烧室动力学建模与研究

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推进技术 2024年

作者：刘新林龙相州李清廉成鹏陈兰伟国防科技大学空天科学学院高超声速技术实验室

为实现燃烧室组件的精确建模及其动力学特性的仿真研究，以零维时滞燃烧室模型为基础，考虑燃烧室内喷射、雾化、蒸发、混合、化学反应过程，采用针栓喷注器SMD（Sauter Mean Diameter，索特尔平均直径）经验关联式以及液滴高压蒸发理... 详细信息

为实现燃烧室组件的精确建模及其动力学特性的仿真研究，以零维时滞燃烧室模型为基础，考虑燃烧室内喷射、雾化、蒸发、混合、化学反应过程，采用针栓喷注器SMD（Sauter Mean Diameter，索特尔平均直径）经验关联式以及液滴高压蒸发理论对液氧/甲烷推进剂组合的燃烧时滞进行求解，建立了基于液滴高压蒸发理论的变时滞燃烧室模型。基于1 kg/s级推力室开展热试车验证了变时滞燃烧室模型的准确性，结果表明：所建立的变时滞燃烧室模型可以较为准确地预测燃烧室的压力以及温度动态响应过程，与试验结果相比，稳态压力以及温度误差均在6%以内，压力参数动态响应时间的误差在14%以内，仿真结果具有较高的精度。基于变时滞燃烧室模型开展仿真研究，研究发现：液氧液滴初始粒径以及燃烧室温度作为影响液氧液滴寿命的主要因素，主导着液氧时滞的变化；变时滞模型可以根据工况参数动态计算推进剂燃烧时滞，启动初期喷注器雾化效果较差，液滴最大粒径达到800 μm，且燃烧室温度低，进而导致燃烧时滞偏大，最大达到了1100 ms，约为稳定工作状态下燃烧时滞的40倍。本文所建立的变时滞燃烧室模型可根据工况参数对燃烧时滞进行动态计算，相较于传统时滞模型，其燃烧时滞的变化趋势更符合发动机实际工作过程，同时其室压的响应时间、稳态值也更接近实验值，该模型未来可为实际发动机时序设计等提供仿真支撑。

关键词：液氧/甲烷发动机燃烧室动力学模型喷雾燃烧液滴高压蒸发理论时滞

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一种基于几何关系的无人机航迹规划方法

兵器装备工程学报 2024年第1期45卷 288-295页

作者：张敬李彤杨钧朱得糠张士峰国防科技创新研究院无人系统技术研究中心北京100071 国防科技大学空天科学学院长沙410073

为适应现有飞控算力,提高计算效率,提出一种基于几何关系的无人机航迹规划方法。该方法通过计算几何和向量操作快速解决二维区域避障问题,避免全局地图栅格化表示问题,有效减小计算时间,并且保证优化水平,规划时间能够达到毫秒级。同时... 详细信息

为适应现有飞控算力,提高计算效率,提出一种基于几何关系的无人机航迹规划方法。该方法通过计算几何和向量操作快速解决二维区域避障问题,避免全局地图栅格化表示问题,有效减小计算时间,并且保证优化水平,规划时间能够达到毫秒级。同时,该方法支持障碍区域实时上传,在线规划动态计算,并且考虑了无人机转弯半径,无需对规划航迹进行平滑。数值仿真和飞行试验对比充分验证了该方法的可行性和有效性,规划航迹达到了优化水平。

关键词：无人机航迹规划避障计算几何飞行控制

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智能博弈决策大模型智能体技术综述

系统仿真学报 2024年

作者：谷学强罗俊仁周棪忠张万鹏国防科技大学智能科学学院

人工智能技术的发展极大推动了智能博弈决策问题求解范式的变革，从最优解、均衡解到适变解，如何构建基于生成式大模型的智能博弈自适应决策智能体充满挑战。博弈强对抗环境中兵力分配和多实体协同是研究排兵布阵和作战协同的核心课题... 详细信息

人工智能技术的发展极大推动了智能博弈决策问题求解范式的变革，从最优解、均衡解到适变解，如何构建基于生成式大模型的智能博弈自适应决策智能体充满挑战。博弈强对抗环境中兵力分配和多实体协同是研究排兵布阵和作战协同的核心课题。基于技能、排序和偏好元博弈模型构建的策略强化学习、策略博弈树搜索与策略偏好投票选择方法，设计了满足生成时规划的大模型智能体架构。该架构可对齐指挥员意图，具有可行性、适用性、扩展性，可为自适应决策过程提供可解释性策略推荐。从基座模型构建、目标引导博弈强化学习和开放式元博弈策略学习分析了关键技术需求。期望为强化学习类模型、博弈学习类模型与生成式大语言模型结合的交叉研究提供参考。

关键词：自适应兵力分配多实体协同多智能体强化学习元博弈大语言模型思维链

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基于流形滤波的海面微弱目标检测方法

信号处理 2024年

作者：邹润明程永强杨政吴昊华小强国防科技大学电子科学学院

由于海面波动等因素近海杂波呈现出较强的非均匀特性，杂波功率估计误差较大，降低了海面微弱目标检测性能。针对这一问题，本文提出一种基于流形滤波的海面微弱目标检测方法，通过建立雷达回波信号的高维流形表示，将雷达目标检测问题... 详细信息

由于海面波动等因素近海杂波呈现出较强的非均匀特性，杂波功率估计误差较大，降低了海面微弱目标检测性能。针对这一问题，本文提出一种基于流形滤波的海面微弱目标检测方法，通过建立雷达回波信号的高维流形表示，将雷达目标检测问题转化为流形上两点间的区分性问题，同时，在流形空间中对杂波进行加权滤波处理，降低非均匀杂波能量，提高杂波功率估计精度，从而有效改善目标检测性能。首先，将每个距离单元的脉冲串回波数据建模为一个托普利兹正定矩阵，观测区域内各距离单元所对应的正定矩阵构成一个矩阵流形，杂波非均匀特性表现为矩阵流形上数据的几何拓扑性质；然后，通过在流形上聚类将非均匀杂波数据分解为若干类具有相似统计特性的数据，并估计每类杂波数据的几何中心；最后，针对不同类别的杂波几何中心在流形上进行加权滤波处理，提高非均匀杂波功率估计准确度，并设计相应的几何检测器。仿真和实测数据实验结果表明，所提方法能够提高非均匀海杂波的功率估计精度，改善微弱目标的检测性能。

关键词：目标检测流形滤波非均匀海杂波信息几何

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铯原子电磁诱导透明光谱特性研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：王延正武博付运起安强国防科技大学电子科学学院

电磁诱导透明现象是里德堡原子实现微波测量的基础，电磁诱导透明光谱特性直接影响了微波场的测量精度。本文实验研究了耦合光拉比频率、探测光拉比频率以及原子气室温度对铯原子电磁诱导透明光谱特性的影响，并从光学双稳态、原子间碰... 详细信息

电磁诱导透明现象是里德堡原子实现微波测量的基础，电磁诱导透明光谱特性直接影响了微波场的测量精度。本文实验研究了耦合光拉比频率、探测光拉比频率以及原子气室温度对铯原子电磁诱导透明光谱特性的影响，并从光学双稳态、原子间碰撞及原子密度变化等方面进行了理论分析。研究结果表明：随着耦合光拉比频率的增大，电磁诱导透明光谱的宽度及不对称度出现先上升后稳定的趋势；随着探测光拉比频率的增大，电磁诱导透明光谱的宽度单调上升且拟合斜率随耦合光拉比频率的增大出现先上升后稳定的趋势，而不对称度则出现上升、下降和上升、下降、上升两种变化趋势；随着原子气室温度的升高，二者出现先增大后减小的趋势。该工作有利于优化量子微波测量装置的实验参数，提高微波测量灵敏度，且有利于量子微波测量技术的实际应用。

关键词：电磁诱导透明耦合光拉比频率探测光拉比频率原子气室温度光谱宽度不对称度

地基空间目标监视雷达大气折射误差修正方法研究

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电波科学学报 2024年第3期39卷 570-578页

作者：汪昭凯计一飞董臻唐飞翔张永胜张庆君赵秉吉高贺利国防科技大学电子科学学院长沙410073 中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100086

大气介质垂向非均匀分布会使穿行其中的电磁波发生折射现象,尤其是其中的对流层和电离层,可造成电磁波传播延迟及路径弯曲,进而导致地基空间目标监视雷达测距和测角误差。本文基于射线追踪法实现了大气折射误差建模,推导了雷达测距和测... 详细信息

大气介质垂向非均匀分布会使穿行其中的电磁波发生折射现象,尤其是其中的对流层和电离层,可造成电磁波传播延迟及路径弯曲,进而导致地基空间目标监视雷达测距和测角误差。本文基于射线追踪法实现了大气折射误差建模,推导了雷达测距和测角误差关于大气折射指数垂向分布的精确表达式,并详细阐述了地基空间目标监视雷达大气折射误差修正原理及流程,相比于传统的误差近似模型及修正方法,本文所提出的误差模型更准确、修正方法更有效。基于对流层和电离层模型获取大气折射指数垂向分布特性曲线,进行大气折射误差数值仿真,结果表明,本文方法在大气分层不同间隔取值下的误差补偿精度更高、性能更稳健,特别是在低仰角情况下,其性能优势更加明显。

关键词：对流层电离层大气折射效应地基空间目标监视雷达大气折射误差修正

探测光对里德堡原子微波超外差接收系统瞬时带宽影响研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：刘成敬安强武博吴逢川刘燚林沂国防科技大学电子科学学院

瞬时带宽是里德堡原子微波超外差接收系统的关键技术指标之一，直接影响其在通信、雷达、导航等领域的实际应用。根据激光-原子-微波相互作用机理，系统中使用的激光参数对瞬时带宽具有较大影响，尤其是探测光直径和探测光功率等。本文... 详细信息

瞬时带宽是里德堡原子微波超外差接收系统的关键技术指标之一，直接影响其在通信、雷达、导航等领域的实际应用。根据激光-原子-微波相互作用机理，系统中使用的激光参数对瞬时带宽具有较大影响，尤其是探测光直径和探测光功率等。本文采用光学透镜组合对探测光光束直径进行调控，采用半波片对探测光功率进行调控。实验测量了不同探测光直径和功率下，系统的瞬时带宽并分析其影响规律，为里德堡原子微波超外差接收系统的优化设计提供技术支撑。实验结果表明，探测光光束直径和功率的减小能够实现系统瞬时带宽的拓展，对系统瞬时带宽拓展能力逐步增强，但随着光束直径和功率的减小，其响应幅度减小。

关键词：里德堡原子探测光直径探测光功率超外差接收瞬时带宽测量

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面向机器人控制的直接视觉伺服技术发展综述

控制理论与应用 2024年

作者：黄梦洁叶磊易凡骁王千国防科技大学智能科学学院

视觉伺服作为一种利用图像信息来实现机器人闭环控制的方法,在移动机器人导航控制和机械臂高精度控制等方面有广泛的应用.相较于基于局部特征的经典视觉伺服方法,直接视觉伺服技术利用了更多的图像全局信息,在控制系统的鲁棒性和收敛性... 详细信息

视觉伺服作为一种利用图像信息来实现机器人闭环控制的方法,在移动机器人导航控制和机械臂高精度控制等方面有广泛的应用.相较于基于局部特征的经典视觉伺服方法,直接视觉伺服技术利用了更多的图像全局信息,在控制系统的鲁棒性和收敛性上有较大优势,因此本文重点从视觉处理和控制器设计两部分介绍直接视觉伺服技术.本文首先介绍了经典视觉伺服框架,然后研究了直接视觉伺服技术中的视觉特征描述方法、特征相似性度量方法,并对比了不同特征描述方法在收敛域和运算量等性能方面的差异,之后研究了直接视觉伺服中基于非线性优化等优化策略的控制器设计方法,最后展望了深度学习在直接视觉伺服中的作用.

关键词：机器人控制视觉伺服直接视觉伺服图像特征描述方法相似性度量优化控制策略