锥导乘波体外形设计及分析

为了改善高超声速飞行器的外形气动特性,以高超声速条件下锥型流近似解为基础,提出了一种高超声速乘波构型的初步设计方案,并由此方案生成乘波体外形。在确定Ma=6锥型流场之后,对于不同的乘波体长细比和底部基线参数进行了外形设计,并就参数变化对乘波体设计外形的影响进行了讨论,得到了设计参数影响外形的基本规律。运用Fluent软件对于所设计的乘波体外形进行三维流场数值模拟,分析其在设计状态下的绕流流场特性;并对乘波体在非设计马赫数以及非设计攻角状态下进行数值模拟,分析其在非设计状态下的气动特性的变化。结果表明:数值模拟结果与设计理论相吻合,压强与密度云图均显示了本文所设计的乘波构型的乘波特征,并且在非设计工况下其乘波特征仍然显著,例如Ma=4。     

自回归状态空间模型下时变声速剖面跟踪方法

讨论了一种适用于浅海的时变声速剖面跟踪方法。该方法将时变水体声速剖面的反演问题建模为由描述声速剖面时变特性的状态方程与包含声压场局部测量信息的测量方程组成的状态-空间模型,提出利用自回归分析拟合方法将声速场扰动建模为高阶自回归演化模型,并通过集合卡尔曼滤波序贯地估计时间演化的海洋声速场。利用2001年亚洲海实验环境与声速测量数据,仿真分析了基于高阶自回归演化模型的时变声速剖面集合卡尔曼滤波估计方法。结果表明,相比于利用传统随机游走状态演化模型的估计方法,该改进方法可有效降低声速的跟踪误差,并且在较低信噪比条件下仍具有较好的跟踪性能。     

强非线性时间演化声速剖面的序贯反演

受海面波浪起伏、降雨和内波等海洋动力学过程的影响,浅水声速剖面的时间演化具有高度非线性,针对该问题提出使用改进的粒子滤波方法进行声速剖面序贯反演.该方法通过建立声速剖面的经验正交模型(EOF)以及描述声速剖面时间演化特征的状态空间模型,将声速剖面反演问题建模为状态跟踪问题,利用不敏粒子滤波(UPF:Uncented Particle Filter)算法进行声速剖面序贯反演。仿真试验通过实测声速剖面数据和先验地声参数信息产生接收声场数据,再利用模拟声场数据估计声速剖面的时间变化.结果表明,相比于集合卡尔曼滤波(EnKF:Ensemble Kalman Filter),在计算效率等同的情形下,该方法可以在状态参数的时间跳变点保持良好的跟踪性能,一定程度上克服了现有反演算法在跳变点发散的问题,可以有效提高声速剖面反演精度,尤其在声速剖面时变性较强时具有显著优势.     

浅海声速剖面与移动声源的跟踪定位

在水平非均匀分布的浅海环境中,针对移动声源跟踪时,声速剖面的变化会对声场产生影响,提出了一种利用集合卡尔曼滤波算法的声速剖面跟踪反演和移动声源跟踪定位的方法。首先,将声速剖面进行距离和深度的参数化表示,从而将对声速剖面的跟踪转化为对声速剖面前3阶经验正交函数系数的跟踪;其次,通过将声源状态信息和声速剖面信息表示为状态变量,而将垂直线列阵接收到的声场信息作为测量值建立状态-测量模型,然后利用集合卡尔曼滤波方法对模型状态变量进行跟踪。仿真结果得出:声速剖面跟踪反演的均方根误差和移动声源跟踪定位的绝对误差都非常小,对声源的跟踪定位精度很高。并且通过增加集合样本数、增加接收信号信噪比以及增加接收阵元数目都可以提高跟踪定位结果精度。最后,利用东海实验数据对本方法进行了验证。     

关于多旋翼式飞行器系统的研究

本文设计的多旋翼式飞行器是基于单片机控制下,具有一定功能的自主飞行器。重点讨论多旋翼飞行器的定高实现过程。通过的对机身高度的数据采集处理分析,及多旋翼式飞行器的定高算法的设计,结合实际,进行研究。     

基于等效密度流体近似反射模型反演海底参数

为了获取海底沉积物的物理和地声特性,根据等效密度流体近似反射模型得到的不同掠射角下的海底反射损失,利用差分进化算法和粒子群算法相结合的两级混合优化算法以及Bayesian反演方法对海底沉积物的孔隙度、平均颗粒粒度、颗粒质量密度以及颗粒体积弹性模量进行反演,再根据这4个物理参数的估计值进一步计算出海底地声参数,包括声速和衰减。通过反演结果与仿真真值的比较可以看出,除颗粒体积弹性模量外,得到的估计结果是令人满意的,特别是这种间接反演海底地声参数的方法对地声参数的估计具有较高的精确性和较强的稳健性,相对误差分别为0.092%和17%。最后,对实验室水池池底沙质沉积物的反射损失数据进行处理,给出了沙质沉积物各参数的估计值、不确定性和相关性,并通过反演结果与部分实测参数值的比较验证了反演方法的可行性。     

分数步长算法在K值多组分模型中的应用

本文在三维Marchuk分数步长法的基础上,提出了多组分模型中求解非线性方程组的分数步长算法格式。通过在K值多组分模型中应用此算法对凝析气藏进行模拟计     

基于云模型的网络计划评审技术

介绍了云模型的基本概念、云的数学特征、正态云模型的期望曲线,并对云发生器的具体算法进行了分析,阐述了云模型在计划评审技术中的应用,并通过实例进行了验证,说明了该方法的可行性。     

智能火灾侦查监测四旋翼飞行器的设计研究

研究四轴飞行器的飞控原理，建立了四元数运动学微分方程，通过一阶龙格库塔法对其进行了求解，利用实时四元数反转欧拉角代表飞行姿态信息，方便姿态过程控制；通过惯性传感器MPU9250采集实时姿态数据，采用Mahony互补滤波算法融合得到实际飞行姿态；通过串级PID控制算法，实现了对微型四轴飞行器的飞行控制。利用Matlab软件对串级PID进行了仿真调参，并在STM32F411为主控的飞行器上对角速度内环和欧拉角外环进行了实际调试。飞行器配备智能火焰识别摄像头，可以在区域搜索和监测时自动锁定火灾重点区域，提高侦查效率。     

基于Logit模型的高速公路交通流分配模型研究

通过调查大广高速衡大段断面交通量数据,对由于车型不同造成的路阻函数选取的不同进行了研究,选用Logit多路径非平衡分配算法进行交通量分配;并以MATLAB为数据处理软件平台,对新建交通分配模型进行了实例验证,并基于实测数据对模型结果进行了精度检验。结果表明,在此模型下得到的分配结果与实际结果吻合度较高。