• 2010年第32卷第5期文章目次
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    • >航天工程
    • 采用不同化学反应源项处理方法的胞格爆轰数值研究

      2010, 32(5):1-6.

      摘要 (7463) HTML (88) PDF 731.86 K (5588) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用一种改进的化学非平衡流解耦方法对Euler反应流方程进行解耦处理,对流项采用五阶WENO格式进行离散,化学反应源项分别采用梯形公式和α-QSS拟稳态逼近两种方法处理,时间步进采用二阶精度的Runge-Kutta方法,对H2/O2/Ar预混气的胞格爆轰进行了二维数值模拟。两种处理方法都得到了合理的三波点结构,计算结果接近,但α-QSS拟稳态逼近处理方法的化学反应较完全,爆轰波传播速度较高;揭示了爆轰波结构的发展变化过程,横波与横波、横波与壁面碰撞引起的二次起爆对爆轰波的稳定发展至关重要;分析了数值胞格结构,胞格长宽比与参考文献基本一致,验证了本计算方法的有效性。

    • 二维超声速空气引射器启动特性试验研究

      2010, 32(5):7-11.

      摘要 (6913) HTML (87) PDF 341.42 K (5348) 评论 (0) 收藏

      摘要:超声速引射器是高空模拟试车台的重要组件,在发动机启动前利用引射器对试验舱预抽真空,可避免发动机启动初始时刻燃气漏入试验舱造成燃气在发动机中分离,对获取发动机在高空环境下的完整推力特性具有重要意义。而该工况下超声速引射器的启动过程是引射器工作过程中最为恶劣的工况,设计不合理的引射器会导致启动压力过高甚至不能实现启动。建立了缩比超声速空气引射器试验台对超声速引射器的启动特性进行研究,采用压力测量方法结合纹影技术对超声速引射器处于极限启动压比时的流场进行了描述,研究结果表明混合室收缩比越小,引射器极限启动压比越低。同时给出了定位超声速引射器不启动原因的判据:当引射器不启动是由引射总压不足引起时,盲腔压力在引射总压提高时降低,并在临界启动状态下达到最小值;而由混合室收缩比过小导致的引射器不启动在引射总压提高时盲腔压力单调上升。

    • 航天器交会中的多圈Lambert问题研究

      2010, 32(5):12-16,28.

      摘要 (6766) HTML (83) PDF 276.80 K (6204) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大椭圆轨道追踪器固定时间直接碰撞交会问题,介绍了一种快速确定多圈Lambert问题最优解的新方法。研究了多圈Lambert转移解,分析了转移时间与转移轨道参数的关系;研究了无时间约束最优直接碰撞交会及其必要条件。仿真表明:最优解快速确定方法有效、可行,并可提高计算效率。

    • 空间交会轨迹安全特性分析

      2010, 32(5):17-22.

      摘要 (6953) HTML (83) PDF 282.06 K (5281) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了空间交会轨迹安全性定量评价指标体系,考虑实际交会中的导航和控制误差扰动,利用相对轨迹散布的3σ椭球来定量描述追踪器和目标器之间的轨迹安全 性。采用正交试验设计方法分析交会时间、脉冲次数、脉冲间隔等对安全性指标的影响,结果表明机动时间的影响最显著,脉冲数目次之,脉冲间隔变化影响甚微。数值仿真分析了交会初始条件影响,分析表明共面交会-R-bar 接近时安全性指标最小。分析了影响因素和初始条件对推进剂消耗的影响,结果表明影响效果与安全性指标相反。这项工作为安全交会轨迹设计指明了方向,为交会轨道的多目标最优设计提供了设计思路。

    • 多芯片焊球阵列封装体受热载荷作用数值模拟

      2010, 32(5):23-28.

      摘要 (7128) HTML (86) PDF 775.55 K (5222) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对典型高密度多芯片BGA(焊球阵列)封装体建立三维有限元分析模型,研究不同尺寸封装体在稳态热载荷作用下的结构变形和应力情况,在此基础上引入包含等效梁和危险焊球真实几何形状和间距等在内的简化模型以进行序列分析,研究各设计参数对力学参量的影响。数值结果反映了封装体应力分布及其变化特点,表明影响封装体变形和应力的主要参数;提出的建模方法简便有效,可以方便地用来分析不同类型的BGA封装,并扩展应用至不同的分析目的,为此种结构的设计和优化提供一定参考。

    • 自由漂浮柔性机械臂系统的动力学建模与仿真

      2010, 32(5):29-33.

      摘要 (6380) HTML (82) PDF 228.25 K (5484) 评论 (0) 收藏

      摘要:动量矩守恒约束使自由漂浮柔性机械臂系统成为非完整系统,其动力学模型通常是难以求解的微分—代数方程,因此提出将机械臂系统等效为一个完整系统进行建 模。假设载体存在姿态控制力矩,此时由于不存在动量矩守恒约束,系统变成一个完整系统,采用Lagrange方法建立其动力学方程;令方程中载体的姿态控制力矩为零,即得到自由漂浮机械臂系统的动力学方程;采用数值方法求解动力学方程,并将动力学分析的结果与ADAMS中仿真的结果进行对比,验证了模型能够有效模拟自由漂浮柔性机械臂系统的动力学特性。

    • 大型降落伞拉直过程中的抽打现象分析

      2010, 32(5):34-38.

      摘要 (6808) HTML (80) PDF 239.47 K (5360) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某大型降落伞回收系统主伞拉直过程中出现的抽打现象进行了分析,根据其拉直过程的特点将其划分为五个阶段,分别建立了各阶段的实体模型和约束模型,通过模型的组合建立了各阶段的多体动力学模型,将各阶段模型连接进一步组成该型号大型降落伞拉直全过程的动力学模型。仿真分析了该型号大型降落伞出现抽打现象时的伞衣位形、顶部伞衣速度、伞绳和伞衣的偏离距离以及张力的变化,总结了抽打现象形成时的一些特征数据,分析结果可为大型降落伞设计、改进、使用等提供参考。

    • 凹腔上游横向喷流混合过程的实验研究

      2010, 32(5):39-43.

      摘要 (6395) HTML (78) PDF 559.22 K (5418) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用基于纳米粒子的平面激光散射(NPLS)技术研究了超燃冲压模型发动机中凹腔上游横向喷注乙烯燃料时凹腔附近的流场,主要研究了燃料射流与主流的混合过程;对比了在不同喷注压力下燃料射流穿透度的变化;研究了不同凹腔参数对燃料与主流混合过程的影响。通过研究发现,喷注压力对燃料射流与主流混合效果的影响主要体现在两个方面,射流的穿透度和射流的扩散;对燃料射流来说,与主流混合的主要阶段为大涡的形成直至破碎阶段;在喷注总压相同下,喷注位置靠近凹腔有利于燃料射流与主流的混合和向凹腔内的输运;凹腔构型对燃料射流的影响主要在于大尺度结构开始发展破碎的阶段。

    • 固体运载器姿态控制系统自适应滤波器设计

      2010, 32(5):44-48.

      摘要 (6450) HTML (92) PDF 229.76 K (5165) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用大长细比、轻结构质量设计方案的固体运载器结构刚度较小,姿态控制系统设计需要考虑弹性振动的影响。设计了自适应滤波器实现对箭体弹性振动信号的抑制:将滤波器参数自适应问题转化为系统参数辨识问题,通过Steiglitz-McBride参数辨识方法求解,该方法具有计算复杂性低、收敛迅速等特点,适用于箭上计算机实时计算。通过闭环仿真表明,在箭体弹性频率发生变化的条件下,具有自适应滤波器的控制系统能够跟踪这种变化,有效抑制振动信号对控制器的影响,保持运载器姿态运动稳定。

    • 基于星间链路GNSS自主完好性加权算法

      2010, 32(5):49-54.

      摘要 (6530) HTML (91) PDF 303.36 K (5776) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球卫星导航系统在自主导航工作模式下,传统的地面支持完好性系统无法满足用户的完好性要求。因此提出一种基于星间链路的全球卫星导航系统(GNSS)自主完好性加权算法,通过改进稳健估计理论中的M-估计对星间链路测距加权的计算方法,降低故障卫星星间测距值的影响,以保持星座自主时间同步和精密定轨处理的连续、稳定与精度。仿真结果表明,在一颗及两颗故障卫星情况下,基于星间链路的GNSS自主完好性加权算法,可以有效地消除故障卫星对自主导航精密定轨的影响,星座具有与无故障时相当的自主定轨精度。

    • >计算机科学与技术
    • 无线认知网络中一种分布式最大频谱分配算法

      2010, 32(5):55-61.

      摘要 (7222) HTML (0) PDF 385.06 K (5663) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线认知网络被认为是下一代无线网络的核心架构之一。该网络能解决日益增长的频谱使用需求和低下的频谱使用率之间的矛盾。通过伺机接入临时可用频谱资源,其频谱利用率能得到大幅的提高。由于频谱资源分配是影响频谱资源利用率的关键, 因此如何对频谱资源进行高效的分配一直是无线认知网络的重要研究领域之 一。我们证明了在异构频谱使用概率条件下的最优频谱分配是NP难的问题。为了有效解决该问题,本文提出了一种基于分布式最大加权独立集的频谱分配算 法——DMWIS。该算法的时间复杂度为O(V2/2)。通过大量的仿真实验,验证了在90%以上的不同随机网络环境下算法能在3轮内收敛,并且该算法一般能获得最优解90%的性能。

    • 基于并行模拟的多核集群系统性能预测和分析

      2010, 32(5):62-68.

      摘要 (6627) HTML (0) PDF 347.67 K (5625) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多核集群系统所表现出的新的性能特征,提出了面向多核集群系统消息传递应用程序的并行模拟模型并设计、实现了一个并行模拟器MCPSim(Multi-core Cluster Parallel Simulator),MCPSim在功能模型和性能模型上体现了片内核间、结点内片间以及结点间等三个层次上消息通信的特点,同时支持对应用的消息数量、通信量等的百分比分布的profiling功能,采用PRIME、Jacobi3D、NPB IS以及HPL等Benchmark程序对MCPSim进行了测试,结果表明MCPSim性能预测的精度优于BigSim,同时能够广泛应用于针对多核集群系统消息传递应用程序的性能分析中。

    • >信息与通信工程
    • 极化域-空域联合估计在反辐射导弹抗诱偏中的应用研究

      2010, 32(5):69-74.

      摘要 (6638) HTML (89) PDF 300.89 K (5374) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了将极化阵列应用到反辐射导引头上,导引头利用目标与诱饵的极化差异,采用极化域-空域联合估计方法抗诱偏。首先,利用波达方向矩阵法,估算出雷达与诱饵的空间二维到达角和极化参数,将估算出来的二维到达角信息为反辐射导引头提供导引,极化参数用来鉴别雷达与诱饵,从而达到抗诱偏的目的。然后,结合导弹运动方程及导引方程对反辐射导弹抗三点源诱偏进行了全弹道数字仿真,并且采用Monte-Carlo方法对全弹道仿真进行了多次实验,仿真结果证明了将极化域-空域联合估计应用于反辐射导引头抗诱偏的可行性。

    • >计算机科学与技术
    • 基于查表的空间填充曲线映射算法

      2010, 32(5):75-79.

      摘要 (6470) HTML (0) PDF 201.83 K (5293) 评论 (0) 收藏

      摘要:空间填充曲线是进行数据降维处理的典型方法。首先给出对角线空间填充曲线的映射规则,该规则使得在高维情况下存在唯一曲线,并且每一维度上的格点数目不受限制。然后提出等势面的概念,推导出不同等势面上格点数量的递推关系。在此基础上,给出基于查表的对角线空间填充曲线映射算法,该算法执行快、可扩展性好,其时间复杂度随维度的增加呈线性增长。

    • >信息与通信工程
    • 一种时频混叠的欠定混合通信信号盲分离算法

      2010, 32(5):80-85.

      摘要 (6376) HTML (87) PDF 289.37 K (5468) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对衰减-延迟欠定混合通信信号的盲分离问题,提出了一种基于子空间最小距离的源信号估计算法,通过计算观测信号到混合矩阵列矢量张成子空间的距离,估计任意时频点同时存在的源信号数目以及当前源信号对应的混合矩阵列矢量,把欠定混合问题转化为超定问题,然后通过计算Moore-Penrose逆矩阵求解源信号,理论分析和仿真结果验证了算法的有效性。

    • 阵列互耦条件下运动目标角度跟踪方法研究

      2010, 32(5):86-91.

      摘要 (6991) HTML (83) PDF 258.67 K (5252) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对观测过程中角度发生变化时的运动目标跟踪问题,同时考虑到常规阵列中所普遍存在的互耦效应,通过分析均匀线阵互耦矩阵的带状Toeplitz结构,提出利用在原始阵列两侧增加辅助阵元的方法补偿互耦效应对阵列响应函数的影响,并将粒子滤波技术与原始阵列经互耦补偿后的观测数据相结合,实现了阵列互耦条件下对角度变化目标的高精度方向跟踪。仿真实验验证了新方法的优良性能。

    • 一种基于最大选择的Switching-CFAR检测器

      2010, 32(5):92-97,117.

      摘要 (6945) HTML (83) PDF 286.82 K (5578) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统CFAR(Constant False Alarm Rate)检测器不能同时适应于均匀和非均匀杂波背景的问题,提出了一种改进的CFAR检测器,即IEGOS(Iterative Excision Greatest of Switching)-CFAR检测器。在迭代删除的基础上,采用Switching方法,利用检测单元幅度自适应选择参考单元,得到前后滑窗的局部杂波功率估计,然后取二者中的最大值作为总的杂波功率估计,实现恒虚警检测。在SwerlingⅡ型目标和瑞利包络杂波分布的假设下,推导证明了IEGOS的恒虚警性,与CA、GO、SO、OS和EXS算法的对比分析表明IEGOS在均匀杂波、多目标干扰和杂波边缘中均拥有较好的性能,且该算法无需排序,便于工程实现。

    • OFDM系统中基于补零DFT信道插值算法的研究

      2010, 32(5):98-104.

      摘要 (6600) HTML (85) PDF 294.07 K (6125) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对OFDM系统中基于补零DFT实现信道插值的算法,对传统的时域方法和变换域方法进行了分析,并提出了一种新的补零方法。首先通过理论分析指出传统的基于补零DFT实现信道插值算法中,时域方法和变换域方法是等效的;通过对信道插值算法中冲激响应估计序列进行补零的分析,指出补零操作是为了重构出冲激响应的N点采样序列(N表示总子载波数),并针对传统补零方法在一定条件下产生的重构误差,提出了一种新的补零方法。仿真结果表明以上理论分析是正确的,新补零方法可以减小一定条件下的重构误差,增强信道插值算法对信道延迟分布的鲁棒性,有效提高系统的性能。

    • 基于最坏情况下的稳健波束形成自适应方向图副瓣控制方法

      2010, 32(5):105-109.

      摘要 (6746) HTML (92) PDF 266.31 K (5381) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对最坏情况下性能优化的稳健自适应波束形成,提出一种自适应方向图的副瓣控制方法。该方法通过在副瓣任意区域设置多个二次不等式约束,对副瓣增益进行控制,从而可将方向图副瓣电平严格控制在期望值以下。该方法的优化模型可转化为凸二阶锥规划问题,利用内点法可有效求解实现。计算机仿真结果表明存在波束指向误差情况下,该方法既能获得指定的较低副瓣电平,又不带来干扰抑制性能的损失。

    • >管理科学与工程
    • C2组织鲁棒性信息交互结构设计及分析

      2010, 32(5):110-117.

      摘要 (6731) HTML (81) PDF 422.55 K (5530) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了C2组织的信息交互结构及其设计约束,讨论了C2组织鲁棒性信息交互结构的设计问题。提出了基于启发式嵌套遗传算法的鲁棒性信息交互结构设计方法:外层遗传算法对信息交互结构的拓扑及链路容量进行优化搜索;内层嵌套遗传算法依据对路由的搜索优化出多个使命邻域下最小延时集合,将其依概率平均化后返回外层来对链路容量的鲁棒性进行评价。案例分析和对比试验表明该方法可以实现鲁棒性较强的组织信息交互结构。

    • 信息系统体系结构设计中系统内聚度分析方法

      2010, 32(5):118-122.

      摘要 (5827) HTML (86) PDF 191.77 K (5143) 评论 (0) 收藏

      摘要:系统的组成及其结构是体系结构中的一个核心元素,系统内聚度是评价信息系统体系结构的一个重要指标。以体系结构框架为基础,给出系统接口和系统功能的规范化描述。从功能和数据关系的角度,分别定义了系统功能内聚度和数据内聚度的计算方法,提出一种体系结构中系统内聚度的分析方法,并通过一个实例说明了方法的应用。该方法有助于规划系统和分配功能,提高体系结构设计质量。

    • 基于粒度计算的指控系统效能测度的探索性建模方法

      2010, 32(5):123-128.

      摘要 (6356) HTML (81) PDF 254.98 K (5314) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了探索性分析模型的粒度原理,建立了基于粒度计算的指控系统效能测度的探索性分析模型,重点研究了探索性分析模型的建立,属性函数的构造和探索因子集的粒度获取方法,并结合多兵种联合作战案例,对使命完成时间测度进行了探索性分析,实验表明,基于粒度计算的探索性建模方法能够通过粒度的转换降低问题的复杂度,并在不同粒度层次上实现对问题描述的一致性。

    • 基于装备演化规律的C4ISR需求生成模式研究

      2010, 32(5):129-136.

      摘要 (6191) HTML (84) PDF 286.27 K (5660) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对C4ISR需求生成的系统性问题,提出基于武器装备演化规律的C4ISR需求生成模式。根据武器装备在作战、系统、技术三个层面的演变规律,从任务模糊性、结构复杂性、技术不确定性三个维度划分目标武器装备,提出与演变规律对应的、逐层递进的C4ISR需求研究模式——复制、发现和创造,提供了解决C4ISR需求精确性问题、正确性问题和前瞻性问题的途径。实例表明,采用该模式能够系统地生成C4ISR需求。

    • 基于辩证语义的分布式协同态势分析方法

      2010, 32(5):137-142.

      摘要 (6309) HTML (85) PDF 571.55 K (5535) 评论 (0) 收藏

      摘要:分布式协同态势分析在联合作战战役筹划中起着十分重要的作用。当前的战场环境呈现动态不确定性,传统的态势分析方法在处理不确定、不一致及不完全信息等实际应用中存在较大的局限性。本文基于辩论理论的辩证语义,提出了一种新的分布式协同态势分析方法。该方法通过多方对话博弈展现不同参与者的主张和论据之间的攻击关系及矛盾焦点,进而构建相应的辩证分析树网格以辅助决策者协同解决态势分析中的信息不一致和观点冲突问题。该方法的研究将为联合作战的态势分析提供新的方法论。

    • 模拟体系对抗价值链的网络同步模型

      2010, 32(5):143-146,172.

      摘要 (5914) HTML (80) PDF 235.43 K (5402) 评论 (0) 收藏

      摘要:描述战斗毁伤“规模效应”的Lanchester模型默认作战体系内部是“完美的”。本文扬弃此假设,首次从作战体系内部“共识”涌现的视角提出了一个模拟体系对抗价值链的网络“同步效应”模型,研究了战场变化、个体/群体认知、自同步与对抗均衡等概念的网络拓扑和权值演化形式,并发现在对抗均衡条件下无标度网络具有“同步脆弱性”。

    • >计算机科学与技术
    • 基于视频叠加的心理暗示信息生成和影响机制研究

      2010, 32(5):147-152.

      摘要 (6123) HTML (0) PDF 277.45 K (5233) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对心理战中潜移默化影响对象国民众的需求,提出了基于视频叠加的心理暗示(PSBOVS)的构想,从心理依据和视频基础两个方面研究了视频叠加暗示信息的生成和影响机 制。给出了基于视频叠加的心理暗示效应过程模型,并结合心理因素对信息生成进行了视频建模和参数分析,从暗示信息被接收、注意、理解和接受的角度,对信息内容和形式的确定进行了论述。为暗示信息有效编码进而有效影响受众心理提供了理论依据和决策支持。

    • 指挥控制中的多人多通道人机交互研究

      2010, 32(5):153-159.

      摘要 (6719) HTML (0) PDF 335.71 K (4986) 评论 (0) 收藏

      摘要:指挥控制人机环境需要更加自然、高效并且支持协作的人机交互手段。在分析指挥控制中人机交互要素的基础上,提出了多人多通道人机交互概念模型和系统模型。基于该模型设计实现了原型系统,系统使用基于多点触摸的双手手势和语音两个通道实现态势和情报分析任务。通过实验和用户调查,验证了系统可以提高交互的自然性和高效性,对用户之间的协作工作效率也有改善,说明指挥控制中的多人多通道人机交互是有效的。

    • ITSON:一种基于拓扑演化的P2P智能搜索机制

      2010, 32(5):160-165.

      摘要 (6387) HTML (0) PDF 254.08 K (5544) 评论 (0) 收藏

      摘要:P2P系统中节点的动态特性对搜索性能的稳定提出了很大挑战。借鉴社会学和组织学相应原理,提出拓扑演化模型捕获节点的运动规律。节点模拟人类在社会网络中的行为,根据自身和他人的兴趣变化,随搜索过程的进行,利用自身局部信息,动态、自适应地调整网络拓扑,及时反映资源分布以及搜索内容的动态变化,维持资源合理组织。在此基础上提出的智能搜索机制ITSON(InTelligent Search based on tOpology evolutioN),利用消息转发的智能性进行路由方向决策,从而迅速定位提供资源的节点。仿真结果说明,ITSON能自动优化网络,具有良好的搜索性能和自适应特性。

    • >管理科学与工程
    • 基于CHARTER机制的减灾卫星调度问题研究

      2010, 32(5):166-172.

      摘要 (6248) HTML (84) PDF 293.82 K (5279) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对CHARTER机制下的减灾卫星(主要为成像卫星)调度问题进行了研究,介绍了CHARTER机制的工作流程,指出CHARTER机制下的减灾卫星调度实质上是一个针对区域目标的重调度问题。在此基础上提出一种改进的区域目标划分算法,并提出基于启发式规则的动态卫星重调度算法,最后通过应用实例证明了所提算法的正确性和有效性。

    • 基于多粒度多语义语言判断矩阵的群决策方法

      2010, 32(5):173-178.

      摘要 (6578) HTML (83) PDF 230.79 K (5295) 评论 (0) 收藏

      摘要:在基于语言判断矩阵的群决策中,多个决策者可能会使用不同粒度不同语义的语言评价集表达自己的偏好。针对此问题,提出了将多粒度多语义语言评价集统一转化为基本语言评价集上二元语义的一致化方法,证明该方法能够实现信息无损的转换,且转换后语言判断矩阵性质不会改变。在此基础上,基于二元语义的相关集结算子,将二元语义信息集结为群体的判断。通过一个实例验证了方法的有效性和实用性。

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