自转旋翼机跳飞动力学的理论和试验研究
杨兴邦1,项昌乐1, 2,徐彬1, 2,樊伟1
（1.北京理工大学 机械工程学院;2.北京理工大学 车辆传动国家重点实验室）
创新点说明：
（1） 考虑自转旋翼机跳飞时旋翼桨叶的总距突增瞬态效应,推导了时变的总距突增旋翼的气动响应模型;
（2） 基于以上总距突增的气动响应模型,考虑瞬时地面效应,建立了自转旋翼机跳飞动力学模型;
（3） 搭建了自转旋翼跳飞试验平台,并完成跳飞试验;
（4） 利用跳飞动力学模型,分析了自转旋翼跳飞时,总距突增、地面效应和诱导速度对跳飞性能和旋翼气动特性的影响。
研究目的：
建立简单准确的跳飞动力学模型,分析关键因素（总距突增、地面效应和诱导速度）对跳飞性能和旋翼气动特性的影响,有效预测自转旋翼机的跳飞动力学性能,从跳飞系统设计方面指导自转旋翼机设计。
研究方法：
（1） 根据叶素动量理论和叶素理论,建立时变的总距突增旋翼气动响应模型,将模型应用于NACA试验中直升机跳飞旋翼（与自转旋翼机跳飞旋翼气动环境相同）的气动特性计算,采用数值解法求解;
（2） 在（1）基础上,考虑瞬态地面效应,建立自转旋翼机跳飞动力学模型,并应用到试验样机的跳飞性能计算,采用数值解法求解;（3） 自主搭建了自转旋翼试验样机跳飞平台,使用编码器采集试验样机的电机和旋翼转速,超声波传感器采集样机离地距离并转换为样机质心的跳飞高度;
（4） 使用三个简化跳飞模型、一个经验跳飞模型和本文跳飞模型计算试验样机跳飞性能,统计各模型计算得到的瞬时跳飞高度均方差（MSE）和最大跳飞高度误差（MHE）,两两比较,并逐一与样机跳飞试验的跳飞高度数据对比,定量得出关键参数对跳飞性能的影响;利用本文模型分析了关键参数对跳飞旋翼气动特性的影响;
结果：
（1） 时变的总距突增旋翼的气动响应模型求解NACA试验中的直升机跳飞旋翼气动特性,计算结果与NACA试验数据对比,模型计算准确可信;
（2） 自转旋翼跳飞动力学模型求解试验样机的跳飞性能,并与样机跳飞试验数据对比,模型计算精度超过95%;（3） 关键因素中,地面效应对跳飞的影响最大,诱导速度模型的影响次之,总距突增气动延迟的影响最小;总距突增对旋翼的诱导速度和拉力的影响与旋翼半径和跳飞时间有关,诱导速度的响应滞后于拉力;地面效应对诱导速度和拉力的影响作用到整个旋翼桨盘,只与旋翼桨盘离地高度有关。
结论：
（1） 本文推导的时变的总距突增旋翼的气动响应模型准确可信;
（2） 建立的自转旋翼跳飞动力学模型对跳飞性能的计算精度高达95%;
（3） 跳飞动力学模型可用于自转旋翼机性能的预测,在快速预测自转旋翼机跳飞性能时,可忽略旋翼的总距突增;
关键词：跳飞;总距突增;地面效应;诱导速度;MSE和MHE
相似文献考虑设备资格约束的单机多产品族问题调度优化
周炳海,顾佳颖
（同济大学 机械与能源工程学院,上海 201804）
创新点说明：
除考虑传统的换模外,考虑控制产品质量的设备资格验证过程,建立数学模型,提出产生可行解的性质、定理,以减少算法的搜索空间,并构建一种基于差分进化的自适应混合灾变算法,并证明其优于已有算法。
研究目的：
为控制产品质量的同时减少产品完工时间,构建一种高效的算法以寻找设备资格验证和换模次数之间的平衡点。
研究方法：
1）问题描述及数学建模：复杂系统调度理论,运筹学理论,约束理论;
2）算法构造：进化算法,启发式规则,定理构造推导;
3）实验分析：敏感性分析、数值仿真实验、对比实验
结果：
1） 通过实验验证了设备资格验证时间对调度造成的影响,当设备资格验证时间越长,换模次数和设备资格验证次数之间的权衡对调度的影响也越大;
2）与差分进化算法对比发现,引入自适应灾变算子及邻域搜索算子后的差分进化算法性能更优,执行速度更快;
3）与已有的解决此类问题的结构式算法相比,该改进后的算法不论在算法时间还是性能上都具有明显的竞争力。
结论：
设备资格验证时间会对调度造成影响,所提出的基于差分进化的自适应混合灾变算法可有效解决考虑设备资格验证时间的单机调度问题,并且其性能优于已有算法,这为解决相似调度问题提供了技术上的支持和借鉴。
关键词：换模;设备资格验证;多产品族;调度;混合差分进化算法
相似文献
基于图像处理技术的ISAR多目标成像
王勇，冯帅，张庆祥
(哈尔滨工业大学 电子与信息工程学院，哈尔滨 150001)
创新点说明：
提出一种基于图像域分割处理的多舰船目标ISAR成像算法，创新点如下：
1. 首先应用图像域的一系列处理将稀疏的多目标ISAR图像变为边缘清晰、相互无交叠的多目标轮廓像，进而应用图像域的滤波器实现目标的分离提取，针对分离出的单目标进行精确的聚焦成像。
2. 所用方法解决了速度相近的多目标ISAR成像问题，可有效解决方位向或距离像不可分割目标的分离问题。并在实测数据验证中表现出良好性能。
研究目的：
为解决速度相近的多目标在ISAR成像中难以精确聚焦与有效分割，提出一种基于图像域分割处理的多舰船目标ISAR成像算法。该算法具有一定鲁棒性与自适应性，可对距离相距较近、平动速度相似、三维摆动不同的多目标进行有效分割与再聚焦成像。
研究方法：
1. 对多目标回波数据进行距离压缩，应用积累互相关法及恒定相位差消除法进行整体的初步运动补偿，之后应用RD算法得到多目标的粗成像结果。
2. 对粗成像结果依次进行全局噪声抑制、自适应图像截取、条纹干扰及斑痕噪声抑制、图像空洞填充、几何聚类分割，得到目标各自的轮廓。之后应用该轮廓在复图像域实现目标的分割与提取。
3. 将提取到的目标数据反变换至数据域，重新进行单目标的运动补偿，之后应用RD算法及RID算法（PGCPF）得到不同目标各自的清晰成像结果。
结果：
1. 针对多个相似速度目标（四个舰船目标具有相似的平移运动和不同的三维摆动）进行仿真实验，目标完整分离且成像清晰，说明本文所提出算法的有效性。
2. 应用一段实测双船数据对算法性能做出验证，结果显示分离效果较好，成像较为清晰，说明本文所提出算法具备处理实际场景数据的能力。
结论：
当雷达回波内出现多个目标回波时，由于目标的运动状态差异，导致传统的运动补偿方法无法同时将目标的运动精确补偿，造成成像质量偏低。本文提出一种基于图像域分割处理的多舰船目标ISAR成像算法。该算法经过仿真及实测数据的验证，具备一定的鲁棒性及自适应性。
关键词：图像分割，多目标，ISAR
相似文献基于6G Ubiquitous-X的智能物联网演进
张平1,许晓东2,秦晓琦1,刘宜明1,马楠1,韩书君2
（1．北京邮电大学 网络与交换技术国家重点实验室,北京100876;
2．北京邮电大学 移动互联网安全技术国家工程实验室,北京100876）
中文说明：
随着蜂窝网络的演进,第六代移动通信系统（6G）通过为“人-机-物-灵”提供泛在的通信、计算、控制与意识能力,构建泛在智能化信息社会。“灵”作为6G用户的智能助手可以满足用户的智能需求,是6G实现从现实世界业务向虚拟世界体系业务延伸的关键部分。在6G的支撑下,物联网将迈入智能物联网（AIoT）时代,AIoT将具有智慧感知、智慧分析和智慧控制的能力。本文介绍了6G网络基础架构Ubiquitous-X的概念,及该架构下AIoT的定义与框架。指出了新型AIoT应用的业务需求所面临的技术挑战,包括大规模智能连接、高效计算、安全、隐私及身份验证、高扩展性和高效率等。进一步给出了实现AIoT的潜在使能技术,以支持跨终端的无缝服务体验。
关键词：智能物联网,6G,泛在性,人工智能,移动边缘计算,区块链,物理层安全
相似文献基于修正CFAR算法的高精度SAR图像舰船目标检测
王勇,郭天骄
(哈尔滨工业大学 电子与信息工程学院,哈尔滨 150001)
创新点说明：
本文基于舰船目标实测数据SAR成像结果,提出一种新的二维SAR图像舰船目标检测算法,具体创新性可说明如下：
1）首先使用Otsu算法大致确定舰船目标的大小,进而自适应地确定CFAR滑动窗的尺寸,使算法更有普适性。
2）介绍了CFAR算法的改进形式,在提高运算速度的同时大大提升了检测效率。
3）所用的综合算法包含了形态学分割算法,解决了传统Otsu、CFAR算法不能处理多目标融合、角反射过强等问题,降低了漏警概率。
研究目的：
传统CFAR舰船检测算法效率低、无法根据图像分辨率和舰船目标大小来确定滑动窗大小,而且无法解决多目标融合等问题,基于此,本文设计一种综合算法可解决基于SAR图像的舰船目标检测问题。
研究方法：
1）对图像进行Otsu二值分割处理,量取分割后的每个区域的尺寸;
2）采用改进的CFAR算法,将积分运算简化为求和迭代运算,将阈值初始化为二倍窗内灰度值均值,窗大小根据Otsu算法分割后的每个区域的长宽来确定;
3）对经过CFAR算法后的图像进行形态学开运算处理。开运算算子采用一条线段,长度同样根据Otsu算法分割后的每个区域的长宽来确定。
结果：
1）说明了SAR图像进行Otsu处理后的图像特点,以及Otsu算法可以迅速获得舰船目标大小的优点。
2）给出了改进的CFAR算法的计算流程,此算法能够根据上一步估计的舰船目标大小来调整滑动窗大小,计算高效迅速,而且比较精确。
3）采用形态学开运算算法,并能根据Otsu算法分割后的每个区域大小来确定开运算算子,开运算处理后融合的多目标彼此分离,强角反射得到了去除,降低了漏警概率和虚警概率。
结论：
对于一幅含有舰船目标的SAR图像,可以通过Otsu、CFAR、开运算处理来进行舰船目标检测,降低漏警概率和虚警概率,提高算法的普适性和精确性。此外,通过对CFAR算法改进可大大提升运算效率。本文的研究结果对SAR舰船目标检测算法的实际应用奠定了良好的理论和实验基础。
关键词：舰船检测,Otsu算法,恒虚警检测,开运算
相似文献基于随机块低秩方法的地震数据规则重建
马坚伟
（哈尔滨工业大学 数学学院，地球物理中心，哈尔滨 150001）
创新点说明：
提出了可用于规则数据插值重建的随机块投影低秩矩阵优化方法，扩展了之前低秩方法的使用范围，提供一种有效的三维地震勘探数据道加密技术。
研究目的：
解决块投影降秩方法无法用于规则地震道缺失的重建问题。
研究方法：
通过研究相邻数据块随机重叠的矩阵投影，使得降秩重构的数学理论与地震数据规则重建问题相匹配，从而把低秩优化算法的良好性能推广应用到了解决油气资源勘探的工程实际问题。
结果和结论：
通过对模拟数据和实际数据的测试比较分析，验证了所提方法具有较好的重构效果。未来可进一步推广到五维地震数据的重建，
关键词：低秩矩阵优化，随机块投影，地震数据重建，插值，油气勘探
相似文献电磁波传输建模及在虚拟试验中的应用
林连雷,苏文圣,姜守达
（哈尔滨工业大学 自动化测试与控制系）
创新点说明：
本文主要针对用于虚拟试验的电磁波传输模型,研究了多类典型天气下的电磁波传输模型,并将构建的模型用于雷达制导导弹虚拟试验中,通过试验验证了该模型的有效性。主要创新点如下：
1）为满足虚拟试验的实时性要求,采用快速计算方法,在满足计算精度的前提下实现了电磁波传输的快速计算;
2）将电磁波传输模型封装为独立的虚拟试验资源,该资源具有良好的通用性,可用于各类涉及电磁波传输的虚拟试验中;
3）通过HIT-TENA体系结构构建了一个虚拟试验系统,通过典型天气下的多个虚拟试验,验证了本文开发的电磁波传输模型的有效性。
研究目的：
虚拟试验技术是近年来一种新兴的试验技术,主要用于对武器装备进行复杂环境条件下的试验验证,评价其在复杂环境下的作战效能等。虚拟试验离不开虚拟环境以及相应的环境效应,本文针对一种常用的环境效应模型——电磁波传输效应模型展开研究。电磁波传输模型常用于雷达类的虚拟试验中。本文针对虚拟试验对模型实时性和通用性的要求,研究了电磁波传输模型的快速计算方法,并将其封装为具有独立功能的试验资源。
研究方法：
1）分析了典型天气下的电磁波传输模型,针对虚拟试验实时性的要求,针对每种模型提出了基于C语言的快速计算步骤;
2）利用UML建模语言,设计了运行于HIT-TENA平台上的具有通用性的电磁波传输资源;
3）利用一个雷达制导导弹攻击目标的虚拟试验验证了本文开发的电磁波传输资源有效性。
结果：
1）通过跟理论模型的传输曲线进行对比,证明了本文开发的电磁波传输模型的计算精度;
2）通过一个虚拟试验验证了本文开发的电磁波传输效应资源在虚拟试验中的应用有效性。
结论：
在本文中,我们针对晴天、雾天、雨天、雪天共4种典型天气下的电磁波传输展开研究,通过快速计算方法构建了满足虚拟试验实时性要求的电磁波传输模型。然后,开发了运行了HIT-TENA虚拟试验平台上的电磁波传输效应组件,该组件不但能计算不同天气条件下的电磁波能量衰减,而且在HIT-TENA平台下实现在其他试验系统中的重用。
关键词：电磁波传输,建模与仿真,虚拟试验
相似文献基于加权自适应阈值小波的互连模型降阶插值点选择方法
王新胜,喻明艳
（哈尔滨工业大学 航天学院,哈尔滨 150001）
创新点说明：
提出一种加权自适应阈值Haar小波插值点选择的Krylov子空间模型降阶技术,其能动态的选择插值点的阈值,从而有效保证集成电路互连模型降阶的精度和速度。
研究目的：
有效解决大规模集成电路互连Krylov子空间模型降阶的精度与速度折中问题。
研究方法：
采用加权自适应阈值Haar小波插值点选择Krylov子空间模型降阶技术。
结果：
通过仿真分析大规模集成电路中电源和时钟树网络寄生电路系统,结果表明加权自适应阈值Haar小波插值点选择的Krylov子空间模型降阶技术相比传统的多偏移插值点选择的Krylov子空间模型降阶技术能有效提高降阶精度和降阶速度。
结论：
本文提出一种加权自适应阈值Haar小波插值点选择的Krylov子空间模型降阶技术,其能有效保证集成电路互连模型降阶的精度和速度
关键词：互连模型降阶;Haar小波变换;加权阈值;多偏移Arnoldi方法;电路综合
相似文献基于辐射模型的微、纳米尺度陶瓷热涂层的热力学性能分析
张士元1,郑百林2,贺鹏飞2
（1 福建工程学院 土木工程系,福建福州,350007;2 同济大学 航空航天与力学学院,上海,200092）
摘要：温度场、热应力（特别是剥离力）和J积分对于热冲击下的热涂层具有重要作用,在微、纳米尺度上,能量传输机制与宏观尺度上有显著的不同。对于热冲击条件下微、纳米尺度陶瓷热涂层结构,采用声子辐射输运方程(EPRT)（用于纳米尺度陶瓷涂层）和傅里叶热传导定理（用于基底）相结合求得温度场,继而得到热应力和J积分。将这些结果与涂层和基底都采用傅里叶热传导定理计算的结果进行比较,同时分析了热物理特性（如弛豫时间和声子速度）对这些结果的影响。结果表明,用EPRT计算的温度、热应力和J积分,低于采用傅里叶热传导定理计算的结果。此外,TBCs的热物理性质对温度场和热应力的影响在TBCs表面和内部不同。
关键词:微纳尺度陶瓷热涂层,纯声子辐射模型,热应力,J积分
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