组合航天器的姿态控制与结构鲁棒控制分配

针对空间臂捕获未知目标航天器后的控制问题, 本文提出了一种新方案. 基于动量的估计方法和递推最小二乘 算法在线估计组合式航天器的惯性参数, 并通过一种基于比例微分反馈的直接参数方法处理组合姿态控制系统, 此方法 给出了完整的参数化双反馈增益. 考虑到推力器的配置和配置矩阵的测量误差, 提出了具有多面体和多胞体形式摄动的 鲁棒控制分配方法. 最后, 数值仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于RVM和相空间重构的模拟电路PHM研究

针对模拟电路健康管理的特点,提出了一种基于RVM的模拟电路故障诊断和预测方法。首先对模拟电路作蒙特卡罗分析得到输出频域响应,然后利用小波分解与重构方法提取模拟电路的故障特征,最后用相关向量机分别对电路进行了单一故障和双故障的诊断研究。接着,对电路进行参数分析,得到不同参数值下的输出响应,计算其与电路无故障标准响应的欧氏距离作为故障特征,并以此表征电路元件健康值,结合相空间重构方法,得到相关向量机的输入输出样本,随后训练学习并实现对各个时间点元件的健康值变化轨迹进行预测。仿真结果表明,该方法在小样本情况下,诊断和预测效果好,适用于健康管理中实时预测,具有较好的实用性。     

Compact cell topology selection for size‐reduction‐oriented design of microstrip rat‐race couplers

In this work, we address the problem of compact cell topology selection for miniaturization of rat‐race couplers. The principal objective of the design process is to achieve the smallest possible footprint of the coupler, while maintaining the required levels of electrical parameters imposed on its components. Our approach permits identification of the minimum achievable coupler area, provided that the circuit is composed of a given compact cell and folded lines. This allows for the quantitative assessment of a set of considered cells with respect to the miniaturization capabilities they exhibit under certain design specifications. The proposed method is validated using 6 different cells with unified parameterization to identify the smallest rectangular‐like rat‐race coupler described by 2 design specifications. The obtained results attest that circuit topology and electrical parameters of the reference design are critical factors determining the final miniaturization rate. The proof‐of‐concept prototype devices occupy merely 8% of the conventional coupler area, while preserving fractional bandwidths (20% and 13.5%) of their conventional counterparts. The experimental results confirm the claims inferred from the numerical data.     

Rapid design closure of microwave components by means of feature‐based optimization and adjoint sensitivities

In this article, fast design closure of microwave components using feature‐based optimization (FBO) and adjoint sensitivities is discussed. FBO is one of the most recent optimization techniques that exploits a particular structure of the system response to “flatten” the functional landscape handled during the optimization process, which leads to reducing its computational complexity. When combined with gradient‐based search involving adjoint sensitivities, the design cost becomes even lower, allowing us to find the optimum design using just a few electromagnetic (EM) simulations of the structure at hand. Here, operation and performance of the algorithm is demonstrated using a waveguide filter and a miniaturized microstrip rat‐race coupler (RRC). Comparative studies indicate considerable savings that can be achieved even compared with adjoint‐based gradient search. In case of RRC, numerical results are supported by experimental validation.     

基于参数激励的MEMS环式陀螺驱动方法与实现

MEMS环式陀螺仪是一种基于哥氏力效应设计出的测量角速度的惯性传感器,其性能与驱动模态直接相关。因此,在传统PLL-AGC驱动控制方法中引入参数激励信号,按照参数激励法驱动陀螺仪,陀螺仪的刚度产生周期性变化,降低驱动信号从而抑制因电馈通导致的驱动端对敏感端产生的误差信号,提高陀螺仪灵敏度。对参数激励的效果进行研究,经实验表明,通过改变参数激励信号的参数,可在驱动响应稳定的前提下对驱动信号进行抑制,在实际测试中驱动信号的幅值下降22.75%。     

基于Sigrity在SDIO板级信号完整性仿真分析与优化

随着高集成度集成电路与高速板级印制电路的发展,板间通信频率已经达到GHz水平,传统板级电路设计方案已经无法普及到更高频率的电路设计。针对高速SDIO总线在板级的设计,基于Cadence Sigrity平台的信号完整性仿真,提出了一种针对SDIO总线的高速信号仿真方法,该方法对SDIO总线有较高的仿真参考意义,通过海思Hi3516EV200嵌入式平台的板级电路设计与仿真优化,对层叠结构、层叠顺序、走线长度、地过孔、过孔数目实验仿真,优化PCB设计,对S参数与时域图进行研究与分析,提出了一种SDIO总线的电路走线设计参考方法,通过理论分析与仿真实验论证了该方案的可行性与实用价值,填补了信号完整性仿真分析中对SDIO总线设计的空白。     

基于小波包分形的电力电子故障诊断方法

针对现有电力电子故障诊断的问题,提出了一种基于小波包分形的电力电子故障的诊断方法.首先使用3层小波包对电路输出电压波形进行分解、消噪和重构等预处理,以获得不同频带的重构信号,然后再计算各个重构信号的分形维度,提取出相应的故障特征;最后以此作为输入数据来训练支持向量机,实现电力电子故障的诊断.以三相整流电路为例进行实验,实验结果表明该方法能有效地提取电力电子故障诊断的故障特征,提高故障诊断的准确率,可有效地应用于电力电子系统的故障诊断.     

变截面粘弹性旋转梁非线性参数振动研究

研究了变截面粘弹性旋转梁的非线性参数振动.基于Kelvin-Voigt粘弹性本构关系,考虑几何非线性建立了变截面粘弹性旋转梁的非线性振动方程,用Galerkin法将其转化为常微分方程.运用多重尺度法得到其幅频响应.用数值方法讨论了转速和轮毂半径对梁固有频率和幅频响应的影响.研究表明:不稳定域随轮毂半径、转速的增大而增大,随锥度的增大而减小.     

基于压缩域的脑成像大数据体可视化方法

脑科学是当今国际科技研究的前沿邻域,而对高精度脑成像数据进行可视化是脑神经科学在结构成像方面的基础性需求。针对高精度脑成像数据可视化过程中存在的数据量大以及绘制效率低的问题,提出了基于分类分层矢量量化和完美空间哈希相结合的压缩域可视化方法。首先对体数据进行分块,记录每块的平均值并依据块内体数据的平均梯度值是否为0进行分类;其次运用分层矢量量化对平均梯度值不为0的块进行压缩;然后用分块完美空间哈希技术存储压缩得到两个索引值;最后对上面的压缩体数据进行解码得到恢复体数据,采用分块完美空间哈希对原始体数据与恢复体数据作差得到的残差数据进行压缩。绘制时,只需将压缩得到的数据作为纹理加载到GPU内,即可在GPU内完成实时解压缩绘制。实验结果表明,在保证较好图像重构质量的前提下,该算法减少了数据的存储空间,提高了体可视化的绘制效率,从而可以在单机上处理较大的数据。     

基于CATIA参数化钢闸门模型的工程分析与优化

基于CATIA参数化建模的研究成果,在三维模型的基础上对钢闸门进行工程分析。将得到的闸门应力、位移大小及分布情况,对比工程及规范要求,分析闸门的结构形式及各部件尺寸是否合理,并结合分析结果调整三维模型参数,对钢闸门结构进行优化。实际应用效果表明,该方法有效提高了钢闸门的设计质量与效率,可在工程设计中推广应用。