• 2011年第33卷第1期文章目次
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    • >航天工程
    • 支板喷射超声速燃烧流场三维大涡模拟

      2011, 33(1):1-6.

      摘要 (7940) HTML (81) PDF 713.12 K (6002) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用火焰面模型和混合LES/RANS方法对某支板构型超燃冲压发动机进行模拟,讨论了化学反应对湍流流场的影响,并比较了3D和2D模拟的差别。结果表明,不考虑化学反应时剪切层中的大尺度结构控制着整个混合过程,且剪切层具有明显的三维特性;2D模拟能捕捉到涡的配对与合并现象,而3D模拟中涡的拉伸、扭曲及破碎特性更加显著;考虑化学反应时,由于燃烧释热的影响,支板尾部回流区变大,射流穿透度减小,大涡结构产生和饱和的位置有所推迟;数值阴影与实验阴影符合,时均速度剖面、温度剖面与实验值一致,3D模拟在预报准确性方面明显优于2D模拟。

    • 基于卫星导航数据在线拟合星光折射模型方法

      2011, 33(1):7-10.

      摘要 (6879) HTML (89) PDF 285.13 K (5663) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于星光折射的自主导航系统结构简单、成本低廉,理论上能够实现对飞行器的高精度导航。但由于测量模型受大气参数不确定性的影响,使得该导航方 法的精度及可靠性严重降低。根据飞行器处于低轨段的卫星导航数据,通过神经网络在线拟合星光折射模型,避免了大气参数不确定性的影响,提高了星光折射导航精度。通过仿真重点研究了星光折射模型的特点、拟合方法,并对拟合模型的精度进行了分析。

    • 基于参数化建模的车轮形药柱形状优化

      2011, 33(1):11-16.

      摘要 (7397) HTML (92) PDF 517.05 K (5922) 评论 (0) 收藏

      摘要:固体火箭发动机装药设计过程中,较高的装填分数往往导致药柱的应力应变较大,结构完整性不易满足要求,为了解决这一问题,将参数化建模方法与遗传算法相结合,对车轮形药柱进行形状优化。采用MSC.Patran软件的二次开发工具PCL (Patran Command Language)建立车轮形药柱的参数化有限元分析模型,能够根据给定的几何参数自动建模计算并输出药柱的最大应变和装填分数,可以作为函数被遗传算法调用。对某装填分数较高的车轮形药柱进行了形状优化,在温度载荷作用下,得到了装填分数不小于初始设计且最大应变比初始设计小30%的药柱形状。结果表明,所提出的方法是可行和有效的,可方便地应用于各种固体火箭发动机装药设计。

    • 一种空气加热器的三维流场数值仿真

      2011, 33(1):17-20.

      摘要 (6941) HTML (94) PDF 486.94 K (5785) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进行超燃冲压发动机试验,设计了空气加热器,对其内部流场进行了仿真并与热试车结果进行了比较验证;计算结果表明,所设计的加热器在结构方案 和总体性能方面基本满足设计要求,喷注器喷入的空气降低了冷却面板的温度,燃烧室轴向入口空气能有效保护燃烧室内壁,仿真结果对于加热器的改进设计也起到一定的指导作用。

    • 燃气流量可调固体火箭冲压发动机飞行性能分析

      2011, 33(1):21-24,43.

      摘要 (7714) HTML (97) PDF 314.13 K (5995) 评论 (0) 收藏

      摘要:在建立燃气流量可调固体火箭冲压发动机工作过程仿真模型的基础上,对燃气流量调节过程中发动机飞行性能进行分析。结果表明,在低飞行高度或高飞 行马赫数时,发动机有较宽的推力调节范围;随着飞行高度降低或飞行马赫数增加,发动机推力系数降低;随着燃气发生器喷喉面积变小,发动机推力和推力系数增加。

    • 单层结构陶瓷天线罩材料的宽频透波性能设计

      2011, 33(1):25-30.

      摘要 (8021) HTML (186) PDF 915.08 K (6418) 评论 (0) 收藏

      摘要:依据天线罩对宽频带透波性能的要求,采用传输线理论,建立了单层结构天线罩平板材料透波率的计算方法。对单层结构天线罩材料的介电性能参数进行了优化设计,确定了在2~18 GHz频带,0~40°入射角范围内满足透波率要求的最优介电性能参数。设计结果表明,当材料的介电常数ε≤3.0,损耗角正切tanδ≤0.02时,具有最佳厚度的材料在2~18 GHz频带,0~40°入射角范围内透波率大于60%。根据优化设计结果,兼顾天线罩材料的力学和热学性能等要求,确定了单层结构天线罩材料体系为空心石英纤维增强氮化物陶瓷基复合材料。根据所选材料体系的介电性能(ε=2.8,tanδ=0.005),进一步对其结构参数(厚度)进行了优化计算,确定了满足宽频带透波性能要求的最佳厚度为7mm。对满足壁厚设计要求的单层结构天线罩平板材料进行了宽频带透波性能测试。结果表明,该单层平板材料在2~18 GHz频带范围内透波率大于60%。

    • 基于空间子区一致性的异源图像匹配方法

      2011, 33(1):31-34.

      摘要 (7083) HTML (94) PDF 485.63 K (5678) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于空间子区一致性的异源图像匹配方法。该方法中,将图像划分为许多大小相同的子区;分别计算邻近子区间的灰度直方图距离,得到一种图 像结构特征描述——似邻矩阵;利用似邻矩阵计算图像间的子区一致性;采用改进的搜索策略,快速获得匹配结果。实验结果表明,该方法在正确率和计算时间方面均优于传统方法。

    • 基于动力学和扩散分段控制的Mg/H2O反应模型及数值分析

      2011, 33(1):35-38.

      摘要 (10025) HTML (78) PDF 275.73 K (5780) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了数值研究宽广温度范围内Mg/H2O的反应特性,分别建立了考虑部分MgO在液滴表面凝聚的Mg/H2O扩散燃烧模型和基于Arrhenius公式的Mg/H2O反应动力学模型。数值研究了Mg/H2O反应速率在扩散控制和化学动力学控制下随反应条件变化的规律。研究结果表明,Mg液滴扩散燃烧时间计算结果与文献值相符;提高温度和水蒸汽浓度有利于扩散燃烧速率增大,增大压强使燃速降低。不同温度段Mg/H2O反应速率控制因素不同,低温段反应速率受动力学控制,高温段反应速率受扩散控制。

    • >光学工程
    • 化学激光器环形与线形分流管道对比的数值分析

      2011, 33(1):39-43.

      摘要 (6866) HTML (86) PDF 423.70 K (5320) 评论 (0) 收藏

      摘要:环柱型化学激光器中使用的分流管道的总管为环形弯曲管道,支管分布在内侧圆弧或外侧圆弧上,结构与线形分流管道有较大差别。应用计算流体力学方法,对上述各分流管道进行了三维的数值模拟及对比分析。结果表明,线形分流管道总管内的总压高于支管分布在外侧圆弧上的环形管道,但低于支管分布在内侧圆弧上的环形管道;无论是支管分流,抑或环形管道内的二次流现象都会使总管截面上产生径向速度,使得流体流动呈现明显的三维特征;分流管道各支管流量沿主流流动方向基本上是上升的,这与总管的总压分布趋势相反,而与总管的静压分布趋势相似;比较而言,支管分布在外侧圆弧上的环形分流管道的支管流量波动幅度最小,在均匀分配气流方面最具优势,线形分流管道居中,支管分布在内侧圆弧上的环形分流管道最差。

    • 遥控武器站的自抗扰控制

      2011, 33(1):44-46.

      摘要 (6748) HTML (92) PDF 224.79 K (6193) 评论 (0) 收藏

      摘要:遥控武器站系统是一个具有强后坐力、变摩擦力和变转动惯量的非线性系统,采用自抗扰控制技术对该系统进行稳定控制。系统利用自抗扰控制器的扩张状态观测器,对系统未建模特性和不确定性外扰进行动态估计和反馈补偿,提高了系统的抗干扰能力。实物系统稳定控制实验结果表明,所设计的自抗扰控制器具有良好的动态品质和较强的抗干扰性能,系统实现180°回转仅需2.62s,且转动过程中无振荡和无超调。

    • >计算机科学与技术
    • 复杂网络社团发现算法研究新进展

      2011, 33(1):47-52.

      摘要 (10660) HTML (0) PDF 305.11 K (8812) 评论 (0) 收藏

      摘要:社团结构是复杂网络普遍存在的拓扑特性之一,发现复杂网络中的社团结构是复杂网络研究的基础性问题。针对非重叠社团发现和重叠社团发现两类问题,全面综述了当前复杂网络社团发现算法研究的新进展,分析了每类社团发现算法的特点,指出该领域值得进一步探索的研究方向。

    • >电子科学与技术
    • 一种基于多Agent强化学习的多星协同任务规划算法

      2011, 33(1):53-58.

      摘要 (7698) HTML (85) PDF 296.71 K (6585) 评论 (0) 收藏

      摘要:在分析任务特点和卫星约束的基础上给出了多星协同任务规划问题的数学模型。引入约束惩罚算子和多星联合惩罚算子对卫星Agent原始的效用值增益函数进行改进,在此基础上提出了一种多卫星Agent强化学习算法以求解多星协同任务分配策略,设计了基于黑板结构的多星交互方式以降低学习交互过程中的通信代价。通过仿真实验及分析证明该方法能够有效解决多星协同任务规划问题。

    • >信息与通信工程
    • 随机频率步进雷达成像分析

      2011, 33(1):59-64.

      摘要 (6667) HTML (88) PDF 573.98 K (5540) 评论 (0) 收藏

      摘要:随机频率步进信号兼具步进频率雷达和宽带噪声雷达的特点,不仅可以降低系统瞬时带宽和数据采样率,还具有优良的低截获概率(LPI)、电磁兼容性(EMC)和抗射频干扰(ARFI)特性。分析了随机频率步进信号的相关输出及模糊函数的统计特性,如一阶矩、二阶矩和方差等,并与均匀频率步进信号做了抗干扰性能的比较。提出并分析了相关输出结合Range-Doppler模式的SAR成像方法,同时通过仿真实验验证了该方法成像的有效性。

    • 机载超宽带SAR运动误差建模与分析

      2011, 33(1):65-71.

      摘要 (6749) HTML (83) PDF 533.46 K (5438) 评论 (0) 收藏

      摘要:机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)具有大积累角和长合成孔径的特点,这使得这类SAR系统的运动误差变得非常复杂。建立了机载UWB SAR运动误差模型,并基于该模型推导了存在运动误差情况下的回波信号频谱。分析了运动误差影响SAR成像处理的根本原因,以及不同特性运动误差对SAR图像所产生的不同影响。仿真实验结果证明了文中理论分析的正确性。

    • 一种基于误差包络的多径抑制性能评估准则

      2011, 33(1):72-75.

      摘要 (7396) HTML (89) PDF 251.94 K (5845) 评论 (0) 收藏

      摘要:多径误差是全球卫星导航系统性能提升的主要障碍之一,相应地多径抑制技术也成为导航领域的研究重点,但是一直缺乏定量解析的多径抑制技术性能评 估准则。提出了三项基于误差包络的多径抑制技术性能评估指标;首次推导了ELS技术和Double-delta技术的码跟踪多径误差公式,并结合已有的窄相关技术误差公式,给出了以上三种多径抑制技术的性能评估指标计算公式。结果可用于指导全球卫星导航系统接收机中多径抑制技术的参数设计。

    • 多运动站测角频差无源定位方法研究

      2011, 33(1):76-80.

      摘要 (6758) HTML (91) PDF 274.22 K (5627) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对测角频差无源定位问题,提出了一种快速有效的解析定位方法,该方法通过引入中间量,将辐射源位置非线性估计问题转化成两个加权线性最小二乘 估计问题,简化了定位解算。该方法无需进行参量搜索,比搜索法运算量小;无需初始值引导,比高斯-牛顿迭代法使用方便。在结构上,建立了观测模型,然后给出了辐射源定位误差对应的克拉美罗限,阐述了解析法的基本步骤及理论性能,仿真实验结果表明,当观测误差不太大时,解析法对应的定位误差能够有效逼近克拉美罗限。

    • 基于双重酉滤波的再入目标实时跟踪

      2011, 33(1):81-86.

      摘要 (6309) HTML (87) PDF 298.92 K (5572) 评论 (0) 收藏

      摘要:适当的运动模型和估计方法是提高再入目标跟踪性能的关键。选择机动再入动力学模型,将再入目标跟踪问题转化为状态和参数的联合估计问题,并利用 试验数据分析了再入模型状态和参数的相关性。针对原始双重酉滤波算法的确定性系统输入假设造成信息损失的局限性,提出了一种基于随机性系统输入假设的改进双重酉滤波算法,并从理论上分析了该算法的估计精度。仿真实验验证了新算法的适用性、估计精度和不完全处理能力。

    • >电子科学与技术
    • OFDM系统非数据辅助采样频率偏差估计的Cramér-Rao界

      2011, 33(1):87-90.

      摘要 (6961) HTML (81) PDF 247.73 K (5509) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了OFDM系统中非数据辅助采样频率偏差估计性能的衡量问题,推导了其Cramér-Rao界(CRB)。根据中心极限定理,对接收信号中的子载波间干扰进行近似,推导了在未知调制信息时接收信号的概率密度;根据CRB的定义,对非数据辅助采样频率偏差估计的CRB进行了推导;通过蒙特卡罗积分的方法得到了在不同OFDM基带调制方式、不同采样频率偏差及不同系统子载波数时的非数据辅助采样频率偏差估计的CRB。

    • 基于模拟退火算法的阵列模型有源校正方法

      2011, 33(1):91-94.

      摘要 (6804) HTML (85) PDF 297.59 K (5343) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对同时存在通道幅度相位不一致与阵列互耦的均匀直线阵列,提出了一种采用模拟退火算法的阵列模型校正方法。该方法使用多个辅助信源分时工作, 根据子空间基本原理构造目标函数,采用模拟退火算法对幅相误差矩阵及互耦矩阵进行估计。利用该方法对均匀直线阵进行了计算机仿真与实测实验,仿真及实验结果证明了该方法是有效可行的。

    • >信息与通信工程
    • 卫星导航系统中平台运动对天线阵列性能的影响分析

      2011, 33(1):95-99.

      摘要 (6846) HTML (91) PDF 288.73 K (5377) 评论 (0) 收藏

      摘要:常规的天线阵自适应算法侧重于研究稳态条件下的最优性能。当卫星导航接收机应用于运动载体(如炸弹、飞机、机动车辆、舰艇)时,阵列平台的运动(或振动)将会导致权值“零陷”指向与干扰来向失配。建立了运动条件下的阵列信号模型,将平台运动分为第一类平台运动(高频振动)和第二类平台运动(平稳转动),给出了两类 运动模型下阵列输出信干噪比的理论计算公式。仿真分析结果表明,阵列输出信干噪比对角度扰动比较敏感,而干扰强度影响较小,这是因为天线阵容易形成窄而深的零陷。对于卫星导航接收机常用的7元中心圆阵,当角度扰动为3°时,信干噪比损耗达到3.3dB。提高权值更新速率和扩展零陷宽度是增强抗干扰天线阵稳健性的有效手段。

    • >机械工程
    • 离子束抛光加工矩形离轴非球面镜

      2011, 33(1):100-104.

      摘要 (8075) HTML (91) PDF 518.15 K (5554) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用一种简单的方法使用线性三轴离子束系统实现了矩形离轴非球面镜的抛光加工。根据离子束材料去除机理,分析了去除函数的法向材料去除特性,并且以去除函数束径、峰值去除速率和体积去除速率为指标,评价了入射角的小扰动鲁棒性。利用相关的分析和实验结果,对矩形离轴镜的抛光加工进行了合理的简化,并在自行研制的离子束抛光机床上进行了修形试验,经过多次迭代加工后,总计用时584min,其面形精度均方根误差RMS由初始的0.295λ,提高到0.046λ,收敛率达到了6.4。实验结果表明,利用离子束抛光独特的材料去除特性,能够有效地改善面形精度,可以对非球面镜进行高效高精度修形。

    • >控制科学与工程
    • 速率偏频激光陀螺寻北仪中转台测角周期性误差的影响分析

      2011, 33(1):105-108.

      摘要 (7176) HTML (95) PDF 244.07 K (6315) 评论 (0) 收藏

      摘要:连续旋转式寻北仪以其突出的性能成为当前寻北仪研究的热点,但关于转台误差对连续旋转寻北算法精度影响的分析很少。针对速率偏频激光陀螺寻北仪,研究了转台测角周期性误差对寻北结果的影响。理论分析表明,测角周期性误差的存在会导致寻北结果偏离真实值,必须对其进行建模和补偿以提高寻北精度。对理论分析结果进行了仿真实验和样机寻北实验验证。

    • 高速磁浮列车测速定位系统的研究

      2011, 33(1):109-114.

      摘要 (6681) HTML (97) PDF 334.87 K (5558) 评论 (0) 收藏

      摘要:测速定位系统是高速磁浮列车牵引和运行控制基础,与轮轨列车的系统相比,存在着如悬浮间隙波动、长定子轨道接缝及非接触式绝对位置读码等可能影响系统正常运行的特殊问题。为了降低悬浮波动对相对位置检测的影响,提出了利用悬浮间隙归一化处理相对位置检测信号的方法,使输出统一变换为8mm悬浮间隙下的信号,达到了磁极相角精度2.8°的检测要求;为了降低轨道接缝对相对位置检测的影响,提出了一种基于自适应滤波预估的两路检测信号切换的方法,消除了轨道接缝导致的信号畸变,满足了相对位置检测要求;为了解决绝对位置非接触读取问题,分析了相应的电磁感应电路模型,提出了提高激磁电压频率、幅值和降低发射线圈电阻等措施,满足了非接触读取绝对编码的要求。

    • >电子科学与技术
    • Parallel Sets的改进及其在全球恐怖袭击数据分析中的应用

      2011, 33(1):115-119.

      摘要 (7195) HTML (77) PDF 362.93 K (5769) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着恐怖主义愈演愈烈,“反恐”成为当今世界各国军事安全部门的中心任务。使用分类型可视化工具Parallel Sets分析国际恐怖主义数据库中多属性分类值间的关系,揭示数据库中的隐性信息,并针对Parallel Sets任意排列分类值产生较多交叉的不足,提出带降势的启发式分类值布局算法,自动优化分类值布局顺序,减轻视图中的可视混乱,降势策略可以减少参与计算的分类值数目。实验结果表明,改进的Parallel Sets可清晰展现国际恐怖主义数据库中各分类值间的关联,从而辅助用户分析不同恐怖组织的行为特征等信息;带降势的启发式分类值布局算法简单高效,适用于数据量较大、分类值较多的数据集。

    • >控制科学与工程
    • 基于参数稳态判定的两阶段序贯仿真分析策略

      2011, 33(1):120-124.

      摘要 (6035) HTML (93) PDF 394.53 K (5507) 评论 (0) 收藏

      摘要:两阶段序贯分析方法是仿真(模拟)实验研究中的一种常用方法,它虽然可以通过控制实验给出符合精度要求的结果数据,但以其现有形式有时却无法避免冗余计算的存在和实验过早终止的可能。在回顾了现有终态仿真解算终止策略特点的基础上,分析了所需样本总数的估计值与当前可用样本间的变化关系,提出了一种基于参数稳态判定的改进两阶段序贯方法。该方法增加了策略实施的主动性,可以在所需采样样本总数量 n值较大的情况下,有效改善两阶段方法中对n值的初始估计,从而改进计算效率并能保证解算结果的准确性。

    • >管理科学与工程
    • 基于滚动时域的C2组织决策层结构动态适应性优化

      2011, 33(1):125-131.

      摘要 (6806) HTML (95) PDF 306.08 K (5803) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对C2组织决策层结构适应性优化问题,定义了决策层结构与使命的适应性测度,分析了影响C2组织决策层结构的不确定因素,建立了决策层结构适应性优化模型。为了降低决策层结构适应性优化问题求解所面临的不确定性和减少决策层结构变化成本,设计了基于滚动时域的动态适应性优化方法,在提升决策层结构性能的同时控制了决策层结构变化成本。通过计算实验验证了滚动时域方法的有效性。

    • >控制科学与工程
    • 电子侦察卫星联合侦察的混合调度算法

      2011, 33(1):132-137.

      摘要 (6876) HTML (93) PDF 299.71 K (5711) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电子侦察卫星的使用约束,及不同任务的调度需求,建立了电子侦察卫星联合侦察的多目标混合整数规划模型。利用进化算法的全局搜索能力和变邻域搜索的局部优化能力,提出了一种多目标进化算法和变邻域搜索相结合两阶段混合调度算法MOEA-VNS。针对问题多时间窗组合优化特点,设计了进化算子与邻域移动算子,在确保解多样性的同时使算法得到的非劣解集尽可能接近问题的Pareto最优集。仿真实验表明,MOEA-VNS能有效解决电子侦察卫星联合侦察调度问题。

    • 遥感数据处理任务调度的Petri网模型及求解算法

      2011, 33(1):138-142.

      摘要 (7019) HTML (94) PDF 393.44 K (5947) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对多源遥感数据的处理任务进行有效的调度和管理,提高处理资源的利用率,根据遥感数据处理任务调度问题的特点,采用Petri网对该问题进行形式化描述,建立了遥感数据处理任务调度的数学模型,根据该问题的多目标特性,采用蚁群算法进行求解。给出仿真实例,将蚁群算法的求解结果与启发式算法和模拟退火算法的求解结果进行比较,验证算法的有效性。

    • 舰艇编队区域防空探索性建模与分析

      2011, 33(1):143-148.

      摘要 (6677) HTML (90) PDF 555.50 K (5514) 评论 (0) 收藏

      摘要:舰艇编队的区域防空作战是一个复杂问题。具有体系特性的战略层规划一直是其中的重点和难点。探索性分析正是适宜解决这一难题的方法论,它可以通过高层次模型的定量探索,在深入细节之前对问题有个广度的了解。依照探索性分析的思想,从宏观层次描述舰艇编队区域防空问题;基于所设计的时间片影响图分析建模软件工具EASim,建立了该问题的高层分析模型,并进行了简要的探索分析。

    • 空域频域不确定条件下电磁探测卫星规划方法研究

      2011, 33(1):149-154.

      摘要 (7172) HTML (83) PDF 357.85 K (5470) 评论 (0) 收藏

      摘要:电磁探测卫星对区域目标的覆盖搜索在反恐及海上搜救等领域发挥着重要作用。针对电磁探测卫星区域搜索任务中存在的空域频域不确定性,构建了电磁探测卫星区域搜索问题(EDSASP)中不确定因素的量化描述模型及决策要素模型,提出了基于贝叶斯决策的电磁卫星任务规划方法,并以信息探测收益和前端截获收益为优化目标,建立了空域频域不确定条件下电磁探测卫星规划问题的数学模型。仿真实例表明,该方法能够有效解决空域频域不确定条件下多星搜索探测问题,并且性能良好。

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