• 2010年第32卷第2期文章目次
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    • >航天工程
    • 卫星中心承力筒结构优化设计研究

      2010, 32(2):1-6.

      摘要 (6551) HTML (79) PDF 319.90 K (5859) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用有限元软件ANSYS建立复合材料中心承力筒式卫星平台结构的参数化有限元分析模型,计算了整星结构振动模态,在此基础上对复合材料蜂窝夹层中心承力筒结构分析模型进行简化,在满足结构的强度、变形、振动和屈曲约束条件下,对承力筒结构进行优化设计,并对多种方案进行比较,提出的方法和思路为今后同类结构设计提供了参考。

    • 背部进入式舱外航天服穿脱口铰链配置优化研究

      2010, 32(2):7-11.

      摘要 (6901) HTML (79) PDF 517.29 K (5455) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用有限元方法对内压作用下舱外航天服穿脱口密封结构进行了受力分析,针对服装泄压后穿脱口残余内力和变形过大问题,建立了铰链配置优化模型,得到了一种更为合理的铰链配置方案。研究结果表明,对舱外航天服这类几何结构不规则压力容器,优化铰链配置可以改善结构内力分布,减小由结构发生局部塑性变形而引起的结构残余内力。

    • 分布式卫星系统相对运动的Hamilton力学建模及求解方法研究

      2010, 32(2):12-16,39.

      摘要 (6428) HTML (84) PDF 268.05 K (5535) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了地球扁率摄动下分布式卫星系统(DSS,Distributed Satellite System)相对运动的Hamilton动力学模型,给出DSS相对运动的Hamilton正则方程;针对地球扁率摄动下DSS相对运动的两点边值问题,提出了一种基于生成函数的打靶求解法,应用该方法对地球扁率摄动下DSS高精度构型调整问题进行了计算,结果表明该算法具有较高的计算效率,可有效避免维数灾难问题。

    • 天地测控资源调度的两阶段递进遗传算法

      2010, 32(2):17-22.

      摘要 (7252) HTML (84) PDF 272.34 K (5462) 评论 (0) 收藏

      摘要:为对天地测控资源调度进行高效求解,设计了两阶段递进遗传算法对其进行优化调度。鉴于问题的目标具有一定的可分性,以时间为依据将被调度弧段划分成两个部分,在对第一部分形成种群并作进化求解的基础上,将其最优解与第二部分弧段组合,并作进一步的进化求解。为了缓解两阶段优化的局部搜索特性,在第一阶段个体适应度计算中,以一定概率设定虚拟弧段,保留具有潜在全局优势的个体。仿真表明该方法能在确保求解质量的前提下明显减少运算时间。

    • 星地距离变化对星地双向时间比对的影响及改正

      2010, 32(2):23-26,45.

      摘要 (6687) HTML (84) PDF 215.38 K (5567) 评论 (0) 收藏

      摘要:星地时间同步是卫星导航系统的关键技术,星地双向时间比对能有效提高星地时间同步的精度。在分析了星地距离变化对星地双向时间比对可引起百纳秒量级误差后,提出了前后历元观测数据差分改正方法,通过数学仿真验证该方法能达到纳秒量级精度。

    • 小型固体运载器一、二级分离动力学与仿真研究

      2010, 32(2):27-32.

      摘要 (7021) HTML (87) PDF 250.75 K (5724) 评论 (0) 收藏

      摘要:某低成本小型固体运载器采用侧喷流和栅格舵联合进行姿态控制。针对该布局,设计引入闭环姿态控制的一、二级级间冷分离方案。在描述级间分离过程的基础上,建立了分离运动学与动力学模型,解锁与分离冲量装置模型,气动力模型以及分离姿态控制律模型,讨论了碰撞判断条件,通过Monte Carlo仿真验证了参数不确定条件下分离姿态控制律设计对于避免碰撞和减小上面级初始姿态偏差的有效性。结果表明所设计的分离方案在充分发挥冷分离优势的同时能够弥补由冷分离时间长引起的上面级初始姿态偏差,能够有效避免级间碰撞。为该运载器的级间分离方案提供了一种可能的选择。

    • 载人登月自由返回轨道与Hybrid轨道设计方法

      2010, 32(2):33-39.

      摘要 (7234) HTML (82) PDF 382.18 K (5845) 评论 (0) 收藏

      摘要:对自由返回轨道与Hybrid轨道的设计方法进行了研究。应用分段受摄的高精度动力学模型,设计了搜索变量、约束条件与微分修正搜索算法,搜索得到了自由返回轨道标称轨道,并使用STK软件对其进行了验证与三维仿真,最后对误差传递情况进行了分析。Hybrid轨道由自由返回与非自由返回轨道组合而成,文中给出了一条典型的Hybrid轨道设计过程,并对其优缺点进行了简要分析。文章所述方法与结论可应用于载人登月任务轨道设计,也可应用于嫦娥后期工程和搭载发射的微型月球探测器的轨道设计。

    • >材料科学与工程
    • 温度和压力对玻璃纤维增强环氧复合材料吸湿特性的影响

      2010, 32(2):40-45.

      摘要 (7201) HTML (86) PDF 318.85 K (5453) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用称量法研究了温度、压力对浸泡在水中的GF/E-51试件吸湿性的影响;通过短梁剪切实验研究了温度、压力和浸泡时间对GF/E-51剪切强度的影响,使用体视显微镜观察了浸泡60d后GF/E-51的截面形貌。结果表明:温度对试件的吸湿影响较大,与30℃时相比,50℃时的平衡吸湿量增了145.0%,扩散系数增加了47.6%,50%吸湿量以前的平均吸湿速率增加了3倍,温度升高,加速了GF/E-51试件吸湿由Fick扩散到非Fick扩散的转变;压力对复合材料吸湿及吸湿试样的剪切强度有明显的影响:压力升高,抑制了树脂基体的溶胀,延缓了GF/E-51试件吸湿由Fick扩散到非Fick扩散的转变,减轻了溶胀对剪切强度影响,浸泡60d后,剪切强度保留率保持不变,但5atm/30℃水中试件剪切强度保留率比1atm/30℃条件下高3.97%、比1atm/50℃条件下高5.17%。

    • 基于ANSYS的大型复合材料风力机叶片结构分析

      2010, 32(2):46-50.

      摘要 (7439) HTML (83) PDF 470.70 K (6075) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于ANSYS软件,对某款应用于GL3A风场的1500kW大型复合材料风力机叶片进行了结构分析。分析结果表明:该叶片的振型以一阶挥舞和一阶摆振为主,其频率分别为0.86Hz和1.59Hz;在极限挥舞载荷作用下,该叶片有限元模型计算得到的叶尖挠度为8.445m,而该叶片全尺寸静力试验得到的极限挥舞载荷作用下的叶尖挠度为8.12m,计算值与试验值的误差只有3.8%;另外,该叶片的最大计算拉应力和压应力分别为228MPa和201MPa,而该叶片玻纤/环氧复合材料实测拉伸强度和实测压缩失稳强度分别为720MPa和380MPa,其计算最大应力只有对应实测极限强度的31.7%和52.9%。

    • >电子科学与技术
    • 结合峰值检测的高噪声图像快速聚类分割方法

      2010, 32(2):51-55.

      摘要 (6562) HTML (77) PDF 588.18 K (5760) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高噪声污染图像,提出一种结合峰值检测算法的快速聚类分割方法(FC-ImSeg)。根据平行线投影分割算法将二维直方图映射到一维空间,利用峰值检测算法检测图像像素点的聚类结果,调整映射模型的平行线宽度,使直方图符合双峰分布特性,最后利用加权模糊c均值聚类算法实现图像的分割。实验结果证明了该方法是快速有效的。

    • >计算机科学与技术
    • 一种128位高性能全流水浮点乘加部件

      2010, 32(2):56-60.

      摘要 (7291) HTML (0) PDF 374.52 K (5723) 评论 (0) 收藏

      摘要:高精度的浮点乘加融合(FMA)部件一直是高性能微处理器设计追求的目标。提出了一种128位精度全流水FMA体系结构,采用10级平衡流水线,重点对超宽位的乘法器、加法器、前导零预测和规格化进行了流水优化。设计综合的结果表明,基于SMIC 0.13μm工艺,该结构频率可以达到465MHz,比现有128位FMA性能提高了130%;在TSMC 65nm工艺下,该结构的频率可达到1.075GHz,基本满足高性能计算的要求。

    • 求解非对称线性方程组的 s-BiCR算法

      2010, 32(2):61-67.

      摘要 (6069) HTML (0) PDF 281.33 K (5421) 评论 (0) 收藏

      摘要:在BiCR算法的基础上,提出了求解非对称线性方程组的 s-BiCR算法。首先,给出了 s-BiCR的基本计算框架,介绍了算法基本原理及参数求解方法;其次,通过分析 s-BiCR中剩余向量与方向向量序列的基本性质,推导出减少参数求解计算量的方法,并在此基础上提出了一种更为高效的 s-BiCR算法;最后,证明了 s-BiCR的正确性,即在第i步产生的近似解与BiCR第is步产生的近似解是一致的,同时,通过性能分析发现,s-BiCR的同步通信次数与访存次数明显少于BiCR,说明该算法具有很好的并行特性和数据本地性。大量实验验证了 s-BiCR的高效性和正确性。

    • 基于MCMC方法的Lorenz混沌系统的参数估计

      2010, 32(2):68-72 ,145.

      摘要 (7057) HTML (0) PDF 261.08 K (6020) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于贝叶斯理论,提出用马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)方法来估计Lorenz混沌系统的未知参数。首先导出了未知参数分布规律的后验概率密度函数;接着采用自适应Metropolis算法构造Markov链;然后截取收敛的链序列,计算混沌系统参数的估计值。数值试验表明:该方法具有很高的估计精度,同时具有较好的抗噪声性能。

    • >电子科学与技术
    • 基于先验知识的降秩STAP方法研究

      2010, 32(2):73-78.

      摘要 (6218) HTML (91) PDF 288.95 K (5426) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于杂波先验知识的降秩(RR)空时自适应处理(STAP)方法——KA-RR法,该方法首先利用载机平台运动参数、雷达系统参数及地形、地貌参数等先验知识构建机载雷达杂波模型,然后通过该模型对机载雷达杂波数据进行预白化处理,最后利用降秩STAP方法自适应抑制剩余杂波。仿真结果表明,相对于传统的降秩STAP方法,KA-RR方法具有更好的杂波抑制性能和更强的鲁棒性。

    • >计算机科学与技术
    • 基于OWL本体扩展的视频语义内容分析

      2010, 32(2):79-84.

      摘要 (6428) HTML (0) PDF 234.28 K (5266) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着可获得视频数据的快速增长,迫切需要有效的方法在语义层理解和管理视频数据。对OWL语言进行扩展,提出了V-OWL本体描述框架,支持视频内容蕴含的时空关系和不确定性关系的建模,使用基于贝叶斯网络的B-图描述模型,将V-OWL本体概念、关系映射为B-图中的节点、边,利用贝叶斯网络训练推理算法实现视频高层语义的自动推理发现。实验结果显示,V-OWL本体描述框架对复杂视频内容具有很好的描述能力,基于V-OWL的视频内容分析框架对视频高层语义探测具有较高的查准率和查全率。

    • >信息与通信工程
    • 两种相位鉴别器下的导航接收机跟踪环路性能分析及比较

      2010, 32(2):85-90.

      摘要 (6765) HTML (81) PDF 261.66 K (6165) 评论 (0) 收藏

      摘要:Costas环路是导航接收机中常用的载波跟踪环路,目前关于环路性能的分析很多,传统的分析方法以及结论均是基于信号功率归一化的乘法鉴别器,且一般认为环路带宽在输入信号信噪比变化过程中是不变的。本文通过对目前数字跟踪环路实现中常用的两种鉴别器(基于总功率归一化的乘法鉴别器和反正切鉴别器)进行精确建模和分析,据此得到了两种鉴别器精确的热噪声跟踪误差表达式,并进行了仿真验证。通过比较可知,在输入信噪比小于4dB时,反正切鉴别器和归一化的乘法鉴别器的性能基本相同,两种鉴别器所能达到的跟踪门限信噪比基本相同。本文的结论可用于精确指导导航接收机的设计。

    • 多功能雷达建模中的雷达字提取技术研究

      2010, 32(2):91-96.

      摘要 (7793) HTML (87) PDF 227.67 K (5563) 评论 (0) 收藏

      摘要:雷达字为有限数目脉冲的固定排列,能够反映多功能雷达的工作状态和威胁等级。针对漏脉冲和虚假脉冲所造成的雷达字不能正确提取的问题,提出了一种基于三级匹配的雷达字提取算法。该算法首先对分选后的辐射源脉冲列进行数据库级的匹配过滤,确定模板雷达范围,然后分别利用脉冲配对和序列相关技术进行精确识别。仿真实验表明,该方法不仅能提取多功能雷达辐射源的雷达字,而且对噪声环境具有较好的适应能力。

    • 混合尺寸目标电磁计算的时域伪谱/有限体积混合方法

      2010, 32(2):97-102.

      摘要 (6598) HTML (87) PDF 406.59 K (5370) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对单一算法对混合尺寸目标进行时域电磁分析的困难,提出一种时域伪谱(PSTD)同时域有限体积(FVTD)混合方法。FVTD可方便地分析复杂的几何结构和材料,但是难以计算电大尺寸的目标,PSTD则特别适合计算电大尺寸的规则结构,但在模拟复杂的几何结构尤其是带有曲边结构以及电大、电小共存结构时存在困难。混合方法克服了单独算法的缺点,融合各自的优势,提高了算法的求解能力和应用范围。为了减小两种算法连接边界带来的反射,采用了FVTD计算面均值的二次函数重构方法,给出了交叠网格和非交叠网格两种混合方案。数值试验表明,混合方法有较高的精度,具有时域分析混合尺寸目标电磁问题的能力。

    • AWGN信道下线性分组码的差错概率下界分析

      2010, 32(2):103-108.

      摘要 (6470) HTML (82) PDF 292.32 K (5368) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种线性分组码的最大似然译码(ML-decoding)差错概率下界的计算方法。差错概率的下界优化实质上是对联合事件概率下界的优化,算法结合改进的 Dawson-Sankoff界的优化准则,提出了AWGN信道下线性分组码差错冗余事件的判决准则,得到了误码率下界的计算表达式。该表达式只依赖码字的Hamming重量分布与信噪比,较之类de Caen's界与类KAT界,本算法得到的下界更紧,计算量更低。针对LDPC等线性分组码的数值结果证明了算法的优越性能。

    • 惯导速度信息辅助的被动雷达导引头量测误差抑制方法

      2010, 32(2):109-113.

      摘要 (6734) HTML (84) PDF 221.65 K (5716) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对被动雷达导引头由于受空间限制测角精度不高的问题,提出了一种基于弹目信息状态变量的扩展卡尔曼滤波方法。通过弹目信息状态变量(弹目距离、弹目视线方位角、弹目视线俯仰角)描述弹目相对位置信息,利用惯导速度信息构建基于弹目信息状态变量变化率的弹目相对运动模型。所提方法充分利用信息资源,抑制导引头量测随机误差,对于提高导弹的打击精度和攻击效果,具有重要的实际应用价值,仿真试验证明该算法的有效性。

    • MLFMA在运动目标多普勒回波数值仿真中的应用

      2010, 32(2):114-118.

      摘要 (6474) HTML (87) PDF 333.92 K (5400) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种应用准静态技术,结合快速多级子算法计算任意形状的运动目标多普勒信号的方法,对目标的几种典型的微动多普勒信号进行了仿真,并应用高分辨时频分析算法对仿真得到的微多普勒信号进行了分析,提取出了微多普勒瞬时频率,并与相应微动规律的点目标微多普勒瞬时频率进行对比。结果表明,二者具有相同的变化规律,从而证明本文提出的方法是有效的。

    • >机械工程
    • 涡轮泵状态监控及传感器故障识别的新异类检测方法

      2010, 32(2):119-123.

      摘要 (6770) HTML (88) PDF 232.24 K (5628) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在故障样本稀缺、故障模式不完备的情况下监控涡轮泵状态,并剔除传感器失效故障造成的虚警,提出用于涡轮泵状态监控及传感器故障识别的单类支持向量机新异类检测方法。该方法以正常状态为目标类构建单类支持向量机检测器,用于检测涡轮泵是否出现异常;以传感器故障为目标类构建单类支持向量机检测器,用于判断检测到的异常是否属于传感器故障。对涡轮泵试车数据的分析结果表明了该方法的有效性。

    • >管理科学与工程
    • 基于随机服务资源管理对象的装备维修保障系统仿真建模

      2010, 32(2):124-129.

      摘要 (6731) HTML (84) PDF 251.24 K (5566) 评论 (0) 收藏

      摘要:装备维修保障系统(EMSS)是一类复杂的动态系统,如何对其有效地仿真建模是一个问题。首先,以“物理层—业务层”的两层分解方法详细地对EMSS进行分析。然后,将一般的面向对象思想扩展为随机服务资源管理对象(SSRMO)来对EMSS物理层仿真建模。接着,先给出了基于UML动态建模技术的EMSS业务建模方法,然后将业务流程分解为每个SSRMO的业务规则来实现EMSS的业务流程模型。最后,给出了一个全面的仿真实例并给出了详尽的仿真结果,揭示了两层分析法的较完备性和SSRMO对物理资源和人为规则进行建模的可行性。

    • >控制科学与工程
    • 基于三维Hough变换的机载激光雷达平面地标提取

      2010, 32(2):130-134.

      摘要 (6939) HTML (85) PDF 611.05 K (6207) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对机载激光雷达点云数据中的平面地标检测问题,分析了以三维Hough变换为基础的传统的平面检测算法,指出其存在空间分割不一致问题,在检测法线垂向地标时出现“极点”现象。研究了三维Hough变换的空间完备分割条件,利用参数空间的对偶特性,提出了一种基于对偶空间分割的三维Hough变换算法,避免了空间不一致问题。仿真和实验证明,改进三维Hough变换算法在不增加计算量的同时,能够有效检测激光雷达点云中的平面地标。

    • >机械工程
    • 基于Zernike多项式拟合的自由曲面车削误差补偿技术

      2010, 32(2):135-140.

      摘要 (7504) HTML (82) PDF 657.52 K (6581) 评论 (0) 收藏

      摘要:慢刀伺服车削技术是一种特殊的创成加工方法,采用 C轴、X轴、Z轴联动的方式在极坐标或圆柱坐标内可车削加工自由曲面光学元件。但是由于各种误差因素的影响,使用慢刀伺服技术仅加工一次获得的光学元件可能不满足精度指标。为此需要研究能够进一步提升慢刀伺服车削加工精度的误差补偿技术。Zernike多项式是面形分析与光学分析之间的理想接口工具,因此本文使用Zernike多项式拟合的方法处理慢刀伺服车削加工的误差,并根据慢刀伺服加工技术的特点,建立慢刀伺服车削加工的误差补偿算法。实验结果表明,基于Zernike多项式拟合的慢刀伺服车削加工误差补偿技术可有效地针对加工中产生的特定误差进行补偿,从而提高自由曲面车削加工精度。

    • 收发合置情况下海底混响仿真

      2010, 32(2):141-145.

      摘要 (7157) HTML (83) PDF 222.02 K (5614) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现收发合置情况下海底混响时间序列仿真,提出了一种混合模型方法。该方法将点散射模型方法与单元散射模型方法混合使用,既能够克服单元散射模型方法中高斯分布假设带来的计算误差,又能够克服点散射模型方法计算复杂的问题。针对窄带发射信号,为了便于计算,设计了一种适用于任意采样率的基于复包络的混响信号仿真方法。最后,通过仿真试验证实了仿真方法的有效性。

    • >控制科学与工程
    • XMSF下新兴开放标准的集成和验证

      2010, 32(2):146-151.

      摘要 (7538) HTML (84) PDF 370.90 K (5263) 评论 (0) 收藏

      摘要:建模与仿真领域中实现资源重用、共享和互操作的基本途径是标准化。诸多开放互操作标准的提出和应用成功解决了各自领域的互操作问题,推动了仿真技术的发 展。关于这些开放标准的讨论及应用情况都已有相当数量的文献予以介绍,但具体涉及同一框架下各标准之间相互作用或影响情况却鲜有提及。依托XMSF框架,选取了MDA、BOM、SRML、MSDL、C-BML五种主流的新兴开放标准,通过XMSF案例对这些标准在XMSF中的集成应用进行了详细研究,评估它们在一起时可能为仿真领域带来的影响和能力。

    • >电子科学与技术
    • 频谱搬移法的误差和噪声分析

      2010, 32(2):152-156.

      摘要 (6666) HTML (78) PDF 320.42 K (5558) 评论 (0) 收藏

      摘要:频谱搬移法是一种新型的高分辨率成像技术,文章采用理论推导与数值仿真相结合的方法,对该技术应用于实际时可能遇到的误差和噪声做了讨论。研究发现:在条纹存在移动误差的情况下,还原图像的质量随条纹移动次数增加反而下降,一般条纹移动3次就能达到最好效果,这也是频谱搬移法原理要求的最少次数,因此这种方法的成像效果与成像速度是不矛盾的,而且在移动误差比较大的情况下,图像质量仍能有所改善;另外,其对条纹场噪声要求也不是很高,一般在信噪比15~20dB时就能非常接近无噪声时的理想效果。

    • >光学工程
    • 基于体布拉格光栅的波束合成技术研究及实现

      2010, 32(2):157-162.

      摘要 (6703) HTML (83) PDF 436.51 K (6126) 评论 (0) 收藏

      摘要:探讨实现激光波束合成的新方法,分析体布拉格光栅作为激光波束引导器的可行性,基于Kogelnik耦合波理论,着重讨论了影响体布拉格光栅衍射效率的波长选择性和角度选择性因素。实验上给出布拉格光栅的具体制作过程,利用透射式体布拉格光栅完成了2束不同波长的激光并束、2束同种波长的激光并束实验,验证了利用布拉格光栅进行并束的可行性。为了实际中应用的方便,提出在晶体内部利用90°配置设计特定角度的布拉格光栅,让激光垂直照射晶体表面,即可满足布拉格角度入射,改良并束光路,简化理论计算,提高并束效率。

    • 机械抖动激光陀螺小时延信号处理方法的研究

      2010, 32(2):163-166.

      摘要 (7055) HTML (85) PDF 185.24 K (5537) 评论 (0) 收藏

      摘要:去除抖动信号是机械抖动激光陀螺信号处理电路的重要工作,针对目前现有的机械抖动激光陀螺解调方法存在的缺陷,本文提出了抖动剥除和FIR滤波器相结合的一种解调方法,以满足机抖激光陀螺在快速跟踪中的应用要求。实验结果表明,抖动剥除后,陀螺计数脉冲中的抖动信号衰减了近75dB,可以直接用于精度要求不高实时输出角速率的场合。抖动剥除后用低阶的FIR低通滤波器滤除剩余的抖动偏频量和高频噪声,在保证小时延的基础上提高了精度。

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