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一种光学陀螺随机误差在线补偿方法

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1614-1619页

作者：卢克文王新龙王彬丁小昆胡晓东北京航空航天大学宇航学院北京100191 北京控制与电子技术研究所北京100038 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所西安710065

光学陀螺随机误差在线补偿方法通常先离线建立随机误差模型,再利用Kalman滤波在线补偿随机误差。受陀螺仪自身性能稳定性以及外界环境的影响,离线建立的随机误差模型应用于在线补偿时会出现偏差;外界环境变化导致量测噪声统计特性具有... 详细信息

光学陀螺随机误差在线补偿方法通常先离线建立随机误差模型,再利用Kalman滤波在线补偿随机误差。受陀螺仪自身性能稳定性以及外界环境的影响,离线建立的随机误差模型应用于在线补偿时会出现偏差;外界环境变化导致量测噪声统计特性具有时变性,不满足Kalman滤波必须已知噪声先验统计的要求,这2个因素均会降低随机误差的在线估计精度。提出一种基于自适应滤波的随机误差在线补偿方法。通过引入虚拟噪声,将随机误差模型偏差的影响归结为时变虚拟系统噪声;进而利用渐消记忆时变噪声估值器,对虚拟系统噪声和量测噪声的统计特性进行估计与修正,消除随机误差模型偏差及量测噪声时变的影响。试验结果表明,所提方法可以实现对随机误差的高精度在线补偿,具有一定工程应用价值。

关键词：随机误差在线补偿模型偏差时变噪声自适应滤波

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干涉成像光谱复原典型窗函数特性对比

光学学报 2024年第11期44卷 291-304页

作者：扶杨玉柳稼航王伟刚栾吉南京航空航天大学航天学院空间光电探测与感知工信部重点实验室北京空间机电研究所

从窗函数的基本原理出发，首先以矩形窗的傅里叶变换为例，分析同步采样对光谱定标及采样规则设定的意义；然后，采用谱分析理论和实验仿真对6种典型窗函数的特性及其对复原光谱的影响进行量化比较分析。结果表明，H-G强切趾函数和可调... 详细信息

从窗函数的基本原理出发，首先以矩形窗的傅里叶变换为例，分析同步采样对光谱定标及采样规则设定的意义；然后，采用谱分析理论和实验仿真对6种典型窗函数的特性及其对复原光谱的影响进行量化比较分析。结果表明，H-G强切趾函数和可调节的切比雪夫切趾函数能有效抑制相邻谱线的干扰，而且其复原光谱具有更强的细节分辨能力。用模拟干涉数据和嫦娥一号IIM数据进行实验，进一步验证了这一结论。在此基础上，基于不同窗函数抗干扰或保细节的能力不同，提出一种多窗函数联合的加权融合复原方法，获得了更好的复原结果。

关键词：光谱学干涉成像光谱仪切趾窗函数光谱复原多窗函数融合

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基于U型线圈的弹链信息交联信号获取方法

兵器装备工程学报 2024年第1期45卷 305-310页

作者：张南符超群毛俊王秋生西安机电信息技术研究所西安710065

弹链运动轨迹中感应装定引信无法穿过圆形结构的装定线圈、随着引信数据量增大,用于信息感应装定的窗口在装定时间不变的情况下就显得仓促、甚至不足以满足现状。另外装定的操作程序复杂导致反应时间过长。针对这些问题,提出了基于U型... 详细信息

弹链运动轨迹中感应装定引信无法穿过圆形结构的装定线圈、随着引信数据量增大,用于信息感应装定的窗口在装定时间不变的情况下就显得仓促、甚至不足以满足现状。另外装定的操作程序复杂导致反应时间过长。针对这些问题,提出了基于U型线圈感应装定装置的弹链信息交联信号获取方法。该方法利用U型线圈磁力线的垂直方向与引信的水平方向运动路径有效交集,分析了感应窗口内的磁场均匀性、信号波形的幅度余量和空间的特征,通过调整复杂的发射线圈形状,采用多匝、多组线圈,组合发送信号;增大线圈的发射空间获取最大感应信号,从而改变了接收线圈上感应信号电压曲线的混合叠加形状。研究结果表明:通过线圈的U型结构变化,极大改善了线圈的耦合效果,U型线圈形成的有限感应装定空间最大幅度变化在±20%、达到均匀一致性,装定窗口明显增大到[±10 mm,±10 mm,±5 mm];感应装定时间余量满足±20%变化。数据量在1 s内达到4 k字节;U型的发射线圈满足弹链上引信的特殊运动轨迹,U型的装定电压门限设置为14V,发射线圈产生的更大的装定窗口。

关键词：信息交联感应装定能量传输

基于机器学习建模的液体火箭发动机喷管内型面优化设计

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网络安全与数据治理 2024年第2期43卷 42-48页

作者：李晨沛周晨初高玉闪胡海峰西安航天动力研究所陕西西安710100

喷管是液体火箭发动机产生推力的重要部件。喷管型面的结构将直接影响燃烧所产生的燃气在喷管中的流动情况,进而对发动机的性能产生影响。采用B样条曲线对抛物面型线进行参数化,计算样本集的流体动力学(Computational Fluid Dynamics,C... 详细信息

喷管是液体火箭发动机产生推力的重要部件。喷管型面的结构将直接影响燃烧所产生的燃气在喷管中的流动情况,进而对发动机的性能产生影响。采用B样条曲线对抛物面型线进行参数化,计算样本集的流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)流场,以比冲为优化变量对喷管性能进行评估。研究表明,基于代理模型优化得到的喷管内型面结构与特征线法计算结果基本一致,比冲计算结果相当,最大误差为0.28%。通过代理模型和网格变形方法,可实现液体火箭发动机喷管内型面优化设计,提高优化效率。

关键词：内型面比冲机器学习网格变形

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落速约束条件下滑翔飞行器制导律设计

航天控制 2024年第1期42卷 24-29页

作者：张佩俊杨灿王小妮蔺睿杨若眉西安航天动力技术研究所西安710025

针对滑翔飞行器末端速度约束条件下的制导问题,本文在分析侧向过载对速度的控制作用后提出了两种制导方法。首先,建立侧向机动模型,分析侧向机动运动对飞行器能量耗散的作用,提出利用侧向机动控制飞行器落速;其次,为准确控制飞行器末端... 详细信息

针对滑翔飞行器末端速度约束条件下的制导问题,本文在分析侧向过载对速度的控制作用后提出了两种制导方法。首先,建立侧向机动模型,分析侧向机动运动对飞行器能量耗散的作用,提出利用侧向机动控制飞行器落速;其次,为准确控制飞行器末端速度,分别提出基于速度修正和神经网络的制导方法,并进行了六自由度仿真计算。仿真结果表明:本文所提出的制导方法能够在落角约束条件下准确控制飞行器末端速度;基于速度修正的制导方法在工程上易于实现,基于神经网络的制导方法具有更好的速度控制效果,具备在线实施的能力。本文所提出的落速约束制导方法具有较好的工程实用性,对此类飞行器的制导系统设计具有一定的参考意义。

关键词：滑翔飞行器落速约束速度修正神经网络

高效冷冻飞边处理技术对橡胶O形圈性能影响研究

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第3期 191-196页

作者：刘康宁逄见光徐辉西安航天动力研究所陕西西安710199

通常橡胶O形圈在压制过程中容易产生飞边难以避免。采用手工修边的方法,效率低、质量难以保证;冷冻修边技术具有操作简单、生产效率高、修边精度高、成本低等方面优势。为缓解生产交付压力、提高生产效率,本文基于现役用量最大的三元乙... 详细信息

通常橡胶O形圈在压制过程中容易产生飞边难以避免。采用手工修边的方法,效率低、质量难以保证;冷冻修边技术具有操作简单、生产效率高、修边精度高、成本低等方面优势。为缓解生产交付压力、提高生产效率,本文基于现役用量最大的三元乙丙橡胶材料作为研究对象,通过对冷冻修边前后材料性能分析,不同冷冻修边工艺处理后对材料硬度、拉伸性能、玻璃化转变温度、压缩永久变形性能影响较小;通过对冷冻修边前后产品性能分析,不同冷冻修边工艺处理后对橡胶O形圈的力学性能、压变性能影响较小,但是对产品外观有较大影响。温度越低、冷冻时间越长,产品外观划痕越多。通过研究,最终确定最佳冷冻修边工艺参数:抛射轮转速6800r/min、滚筒转速23r/min、修边时间7min、温度-75℃。最后,开展了三批次橡胶O形圈进行工艺稳定性验证试验,产品外观质量均满足要求。

关键词：橡胶O形圈冷冻修边材料性能外观质量

基于距离修正的小目标中波红外光谱辐射测温方法

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1158-1164页

作者：李文凯周亮刘朝晖崔凯刘凯李治国谢梅林中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

对高速运动的远距离空间目标而言,温度是表征其工作状态与性能的重要参数之一。准确获取目标的温度对判别其运动状态和预测其态势发展等具有重要的参考价值。目前常用的面目标或点目标的处理方法,在小目标的辐射特性测量中将不再适用,... 详细信息

对高速运动的远距离空间目标而言,温度是表征其工作状态与性能的重要参数之一。准确获取目标的温度对判别其运动状态和预测其态势发展等具有重要的参考价值。目前常用的面目标或点目标的处理方法,在小目标的辐射特性测量中将不再适用,而光谱探测增加了目标在波长维度的可分辨信息,可以准确获取目标能量随波长的分布情况,为目标温度的反演提供了可能,极具应用潜力。无狭缝光谱仪可以降低对空间目标的跟踪和稳定精度的要求,具有结构简单、帧频高和响应速度快等特点,在天文观测和航天器观测等方面具有较高的应用价值。对目标红外辐射特性测量的光谱定标模型进行了分析,确定了红外探测器像元线性响应模型中的主要参数。为了减小成像距离对测温精度的影响,提出了一种基于距离修正的目标温度反演模型,提高了测温精度,符合实际工程实践应用中的精度需求,对红外辐射光谱测温具有一定的指导意义。

关键词：辐射特性测量无狭缝光谱仪光谱定标温度反演

铝锂合金无针搅拌摩擦点焊接头组织演变与强化机制研究

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机械工程学报 2024年第2期60卷 150-158页

作者：褚强杨夏炜李文亚范文龙邹阳帆郝思洁西北工业大学材料学院西安710072 西安航天发动机有限公司西安710100

将2198铝锂合金无针搅拌摩擦点焊作为研究对象,围绕点焊接头微观组织与强化机制开展研究。结果表明,组织细化受连续动态再结晶、应变的几何效应和非连续动态再结晶的共同作用。其中,连续动态再结晶是主要的再结晶机制,同时伴随着剪切织... 详细信息

将2198铝锂合金无针搅拌摩擦点焊作为研究对象,围绕点焊接头微观组织与强化机制开展研究。结果表明,组织细化受连续动态再结晶、应变的几何效应和非连续动态再结晶的共同作用。其中,连续动态再结晶是主要的再结晶机制,同时伴随着剪切织构A/A({111}),B/B({112}),A_(1)*/A_(2)*({111})。焊接过程中析出相同样发生了显著变化,与母材晶体结构呈现半共格/非共格特征的T1相受焊接热循环影响发生粗化或固溶,搅拌区析出相几乎完全固溶,仅观察到少量弥散的与母材晶体共格的β'相,其强化效应明显减弱。无针搅拌摩擦点焊(Probeless friction stir spot welding,P-FSSW)接头非均匀组织特征导致其强化机制由析出强化和形变强化逐渐转变为细晶强化和固溶强化。

关键词：铝锂合金搅拌摩擦点焊微观组织强化机制

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诱导轮快速启动过程的瞬态水力特性研究

机械工程学报 2024年

作者：陈泰然樊亚丁项乐穆振东黄彪陈晖北京理工大学机械与车辆学院北京理工大学重庆创新中心北京航天试验技术研究所西安航天动力研究所北京航天发射技术研究所

诱导轮的水力性能以及内部非稳态流动对液体火箭发动机燃料输运系统的安全性和运行效率有着至关重要的影响。针对诱导轮在快速启动过程中的瞬态特性，采用标准k-ε湍流模型和Zwart空化模型开展了诱导轮内部非定常流动过程的数值仿真研... 详细信息

诱导轮的水力性能以及内部非稳态流动对液体火箭发动机燃料输运系统的安全性和运行效率有着至关重要的影响。针对诱导轮在快速启动过程中的瞬态特性，采用标准k-ε湍流模型和Zwart空化模型开展了诱导轮内部非定常流动过程的数值仿真研究。基于试验数据对数值仿真结果进行了验证，数值计算获得的扬程系数以及空穴形态与试验结果吻合较好。在额定转速5 000 r/min的条件下，当空化数σ=0.035时捕捉到了同步旋转空化现象，基于诱导轮的空穴形态和压力脉动等数据分析了旋转空化不稳定特性，发现同步旋转空化的发生是诱导轮空化性能迅速下降的主要原因。在快速启动条件下，诱导轮的扬程系数、轴向力等参数存在明显的瞬态冲击特性，且扬程系数与流量系数的响应均滞后于转速。在启动加速初始阶段，存在显著的回流现象，流道内旋涡结构的尺度和数量随着转速的增加而减小；初生空化以泄漏涡空化为主，随后向叶片表面扩展并往叶片尾缘移动。达到额定转速后，诱导轮内部的流动趋于稳定，与额定转速下工况相比，空化主要以叶片附着型空化为主，稳定时的流量系数和扬程系数分别为是稳定工况下流量系数和扬程系数的1.176倍和60%。研究结果可为诱导轮在快速启动和变工况下的稳定性分析提供参考。

关键词：诱导轮快速启动不稳定特性空化流动