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升力体火箭上面级分离弹簧优化设计研究

西北工业大学学报 2024年第1期42卷 108-116页

作者：缪佶孙晓娜落䶮寿安军北京宇航系统工程研究所北京100076

针对升力体火箭在低空高速飞行环境下上面级分离难度大的问题,提出了一种基于分离弹簧的上面级分离方案,将ADAMS和Matlab集成实现了分离多体动力学仿真分析,采用试验设计方法对同时考虑分离工况偏差和分离弹簧偏差的上面级分离过程进行... 详细信息

针对升力体火箭在低空高速飞行环境下上面级分离难度大的问题,提出了一种基于分离弹簧的上面级分离方案,将ADAMS和Matlab集成实现了分离多体动力学仿真分析,采用试验设计方法对同时考虑分离工况偏差和分离弹簧偏差的上面级分离过程进行打靶仿真计算,确保了分离方案的可靠性。为了进一步优化分离方案,基于Isight建立了上面级分离优化问题模型,并采用多岛遗传算法对分离弹簧质量进行了优化设计,在确保分离过程满足全部约束条件的情况下使分离弹簧质量大幅降低,其降幅达到了48.87%,有效提升了火箭性能。

关键词：上面级分离分离弹簧动力学仿真打靶仿真优化设计

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一类无人艇的重复学习复合抗扰容错控制

控制与决策 2024年

作者：张健朱延正苏春翌童显芳山东科技大学电气与自动化工程学院康考迪亚大学工程与计算机科学学院

针对一类具有多重扰动、不可测速度信息和执行器故障的无人艇系统,提出了一种重复学习复合抗扰容错控制策略.为了克服速度信息不可用的不足,提出了一种新的集成故障-扰动估计器,实现了故障和干扰之和的准确估计.然后,基于观测信息,通过... 详细信息

针对一类具有多重扰动、不可测速度信息和执行器故障的无人艇系统,提出了一种重复学习复合抗扰容错控制策略.为了克服速度信息不可用的不足,提出了一种新的集成故障-扰动估计器,实现了故障和干扰之和的准确估计.然后,基于观测信息,通过设计一类比例微分型重复学习复合抗扰容错控制器实现了周期性轨迹跟踪.相比于传统比例微分型重复学习控制器,所提出的基于观测器的重复学习控制器不需要利用测量输出的导数且具有更大的控制自由度.最后,通过对一类无人艇动力定位系统的仿真,验证了所提重复学习复合抗扰容错控制策略的有效性与优势.

关键词：无人艇复合抗扰容错控制重复学习控制执行器故障多重扰动

基于能谱CT的青铜器等效原子序数与密度估计方法

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光学学报 2024年第4期44卷 168-174页

作者：李思宇张欣睿蔡爱龙王少宇李磊闫镔信息工程大学信息系统工程学院成像与智能处理河南重点实验室河南郑州450001

基于衰减效应提出一种高阶拟合模型,能够快速准确地估计青铜器内部材料的等效原子序数与密度。为验证该方法的可行性,使用能谱计算机断层成像(CT)技术采集多个能量下的成像数据,开展实际数据拟合实验。在实际数据实验中原子序数估计的... 详细信息

基于衰减效应提出一种高阶拟合模型,能够快速准确地估计青铜器内部材料的等效原子序数与密度。为验证该方法的可行性,使用能谱计算机断层成像(CT)技术采集多个能量下的成像数据,开展实际数据拟合实验。在实际数据实验中原子序数估计的最大误差在5%以内,平均误差小于4%;密度估计的最大误差在10%以内,平均误差小于4%。实验结果表明,该模型能够仅通过两种能量的成像数据,在无损条件下快速准确地估计青铜器内部材料的等效原子序数与密度。

关键词：测量青铜器能谱计算机断层成像衰减效应等效原子序数高阶拟合模型

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PCMA系统双同步序列联合盲估计

信号处理 2024年第2期40卷 313-325页

作者：李放邱钊洋查雄李钟书李天昀张昊信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450001

成对载波多址(Paired Carrier Multiple Access,PCMA)使用同一频率传输通信双方的调制波形,是一种重要的卫星通信多址方式。对PCMA信号进行盲分离是无线电频谱监测的重要内容,高精度的调制参数信息是盲分离的必要基础,同步序列辅助的调... 详细信息

成对载波多址(Paired Carrier Multiple Access,PCMA)使用同一频率传输通信双方的调制波形,是一种重要的卫星通信多址方式。对PCMA信号进行盲分离是无线电频谱监测的重要内容,高精度的调制参数信息是盲分离的必要基础,同步序列辅助的调制参数估计方法具有精度高、鲁棒性好等特点。然而在PCMA信号的盲接收中,往往无法预知同步序列,且两路同步序列估计需要在无法完成分离解调的条件下得到,因此难度较大。本文针对幅相调制(Amplitude-Phase Modulation,APM)类PCMA信号,利用通信系统数据帧的结构特性,采用子空间分解思想,重点分析了不同条件下的信号相关矩阵奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)结果,推导了特征值、特征向量与两路信号同步波形间的近似数学关系;提出“先整体后局部”的算法流程,首先对信号按帧长分段做整体SVD分解得到对同步波形及其位置的粗估计,而后对同步波形位置的原始PCMA信号做局部SVD分解,进一步提高估计性能,解决了PCMA信号盲接收中双同步序列估计的难题。仿真结果表明,本文算法可广泛适用于APM类PCMA信号的同步波形和同步序列盲估计问题,在低信噪比条件下算法性能优于最大似然的估计方法,随着信噪比的提升和使用数据量的增加,估计性能不断提高,能够得到对PCMA信号双同步序列的高精度估计,为数据辅助的参数估计方法应用于工程实践提供了先决条件,为PCMA信号调制参数估计和后续的盲分离技术研究提供重要基础。

关键词：成对载波多址奇异值分解同步序列参数估计

室内可见光通信亮度可控混合多层OFDM调制方法

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中国激光 2024年第2期51卷 97-105页

作者：任嘉伟汪涛徐志坚曲晶中国人民解放军战略支援部队信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450001

针对室内可见光通信的通照一体需求,为实现高效数据通信和调光控制相结合,在多层非对称裁剪光正交频分复用(LACO-OFDM)信号分时正负叠加调光方法的基础上,通过在LACO-OFDM信号上叠加一个经过设计的周期信号来产生叠加的LACO-OFDM(SLACO-... 详细信息

针对室内可见光通信的通照一体需求,为实现高效数据通信和调光控制相结合,在多层非对称裁剪光正交频分复用(LACO-OFDM)信号分时正负叠加调光方法的基础上,通过在LACO-OFDM信号上叠加一个经过设计的周期信号来产生叠加的LACO-OFDM(SLACO-OFDM)信号,可以在不引入额外干扰的情况下,降低多层信号的峰均功率比。再利用正负SLACO-OFDM信号按比例结合的方式来实现混合调光。分析了通信和调光约束条件下,层间功率比例因子和混合比例因子的设置方法。提出的混合SLACO-OFDM具有更小的峰均功率比,充分利用了发光二极管(LED)整个动态范围。仿真结果表明,提出的调制方法相对于传统的多层传输方式可以获得更好的误码率性能,相对于常见调光调制方式可以获得更高的频谱效率。

关键词：光通信可见光通信调光控制峰均功率比混合多层调制

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一种轻量化的运载火箭载荷计算方法

哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：王檑刘晖曾耀祥张普卓马英北京宇航系统工程研究所

随着运载火箭智能化水平的逐步提高，为实现运载火箭飞行状态的载荷监测以及故障诊断和处置，需要对箭体危险截面载荷进行快速实时计算，即载荷的轻量化计算。首先，采用理论公式与代理模型相结合的方式，提出一种轻量化计算方法，在保... 详细信息

随着运载火箭智能化水平的逐步提高，为实现运载火箭飞行状态的载荷监测以及故障诊断和处置，需要对箭体危险截面载荷进行快速实时计算，即载荷的轻量化计算。首先，采用理论公式与代理模型相结合的方式，提出一种轻量化计算方法，在保证计算精度的同时提高计算效率。其次，按照计算量大小对计算流程进行了重新规划，并对箭体截面进行分类。然后，对于气动、操纵载荷，基于达朗贝尔原理，推导了载荷计算公式，通过预先计算构型相关常值参数降低计算量，并能够保证计算的准确性。最后，对于占比较小的晃动载荷，利用打靶仿真数据构建了多项式代理模型，通过代理模型对晃动载荷进行预测，以进一步降低计算量。研究结果表明，提出的轻量化方法可以大幅提升计算效率，结合不同飞行时间段载荷变化规律，合理选取计算截面数量，可以将计算时间控制在毫秒级，与有限元方法相比，不同类型箭体截面计算偏差均小于5%，对于总体多专业联合仿真以及飞行载荷的实时计算具有重要的应用价值。

关键词：运载火箭载荷计算实时轻量化代理模型

液氧/液甲烷零蒸发共底贮存系统冷屏热均匀性能分析

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工程热物理学报 2024年第8期45卷 2215-2222页

作者：张武杰许安易蒋文兵孙培杰李鹏苗蕊娇黄永华上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 上海宇航系统工程研究所上海201108

共底贮箱是低温推进剂贮箱的理想形式之一,其两侧低温推进剂的无损贮存是亟待解决的关键技术。本文结合已搭建的液氧/液甲烷零蒸发共底贮存实验装置,建立了零蒸发共底贮存系统冷屏仿真模型。针对非稳态流动传热过程中温度的位变与时变特... 详细信息

共底贮箱是低温推进剂贮箱的理想形式之一,其两侧低温推进剂的无损贮存是亟待解决的关键技术。本文结合已搭建的液氧/液甲烷零蒸发共底贮存实验装置,建立了零蒸发共底贮存系统冷屏仿真模型。针对非稳态流动传热过程中温度的位变与时变特性,提出了温度离散系数,其相比不均匀系数更适用于评价非稳态流动传热过程中冷屏的热均匀特性。结果表明,采用蛇形盘管的冷屏在非稳态过程中具有良好的热均匀性,冷屏最大温度离散系数为3.85%。

关键词：低温推进剂共底贮箱热均匀性温度离散系数

大型游乐设施多姿态假人下肢省力驱动设计研究

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机械工程学报 2024年第1期60卷 352-360页

作者：李永辉卢文秀清华大学机械工程系北京100084 北京宇航系统工程研究所北京100076

为解决大型游乐设施传统检测方法可靠性低,进口假人与测试场景不匹配的问题,基于我国人体特征设计了多姿态假人下肢模型,以准确评估危险运行区间。对不同驱动模型进行运动学和动力学分析,基于Lagrange方程和动态静力分析法建立了驱动力... 详细信息

为解决大型游乐设施传统检测方法可靠性低,进口假人与测试场景不匹配的问题,基于我国人体特征设计了多姿态假人下肢模型,以准确评估危险运行区间。对不同驱动模型进行运动学和动力学分析,基于Lagrange方程和动态静力分析法建立了驱动力矩与腿部转动角度之间的关系,确定了下肢仿人1:1模型的低力矩驱动方案;利用传感器获取角度数据,分析了人体姿态调整规律,从而确定了下肢模型的运动参数,进一步通过微控制单元实时获取和调整模型姿态数据,实现了假人站姿和坐姿的转变。实验结果表明:间接驱动机构的驱动力矩约为直接驱动力矩的1/4,实现了低力矩电机驱动大力矩下肢模型;间接驱动模型主动构件运动非线性,通过轨迹规划结合PID控制实现了姿态调整过程的非线性驱动和平滑启停。

关键词：假人下肢模型力矩动态静力分析仿生机构轨迹规划

基于干扰序列图的无人机定位系统电磁效应分析

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强激光与粒子束 2024年第10期36卷 124-132页

作者：白艺杰周佳乐柴梦娟余道杰李涛王怡澄梁丽月战略支援部队信息工程大学信息系统工程学院郑州450002

无人机定位系统是无人机与外部环境进行信息交互的重要核心模块,同时也为电磁干扰信号提供了耦合路径。围绕无人机定位系统电磁效应分析展开研究,关注未采取电磁加固措施的消费级无人机,基于无人机定位系统内部结构,建立了无人机定位系... 详细信息

无人机定位系统是无人机与外部环境进行信息交互的重要核心模块,同时也为电磁干扰信号提供了耦合路径。围绕无人机定位系统电磁效应分析展开研究,关注未采取电磁加固措施的消费级无人机,基于无人机定位系统内部结构,建立了无人机定位系统的干扰序列图,进而推导出无人机定位系统各模块的瞬态响应函数,基于干扰序列图构建了无人机定位系统物理模型,开展了定位系统电磁效应场路联合分析,仿真分析了定位系统及其敏感单元磁场强度H和磁感应强度B的分布与规律,得到了无人机定位系统的电磁效应分布特征与电磁薄弱环节。仿真结果表明:无人机定位系统电磁薄弱环节在芯片线路连接点处,且随着电磁脉冲干扰时间的增加,电磁效应持续累积且呈现趋势一致的震荡效应。

关键词：无人机定位系统电磁脉冲效应电磁拓扑干扰序列图瞬态响应转移函数