干涉测量宽带相关处理算法与验证

阐述了一种用于航天器精确角位置测量的干涉测量宽带相关信号处理算法,通过仿真验证了算法的有效性,并搭建卫星干涉测量实验系统,采集某地球同步卫星信号进行宽带相关信号处理,获得清晰干涉条纹,准确估计出反映测站与卫星位置关系的时延观测量。结果表明宽带相关信号处理的估计时延与卫星信号链路标定时延、测距时延组成系统时延闭合回路,初步验证了干涉测量实验系统的有效性,为后续飞行任务中航天器高精度干涉测量积累了技术和经验。     

彩色计算干涉技术及应用

在对高速气流进行干涉法测量时，由于激波的作用或者光的散射，斑点现象，干涉图的干涉条纹可能会出现不连续，笔者通过仿真M－Z干涉仪或全息干涉仪学光模型，并且采用对多块不规则网格的计算流体力学结果进行重构的直接体视化图形算法，得到了高分辨率的彩色数值干涉图，克服了干涉条纹的不连续性给出了一个弹道靶中超高声速钝锥流场的例子。     

径向圆光栅纵、横向莫尔条纹性能分析

本文从径向圆光栅形成的莫尔条纹的原理出发,简要分析了其纵、横向莫尔条纹信号的位相和条纹移动的速度、加速度特性,其研究结果对于今后更好地选用径向圆光栅形成的莫尔条纹有一定的指导意义。计量光栅作为一种精密的测量工具,在各个领域已经得到了广泛的应用。它把光、杌、电三大技术有机地结合起来,在长度、角度测量及自动控制等方面展现了它的优势。在应用径向圆光栅形成的莫尔条纹进行角度测量时,科技人员习惯于采用横向莫尔条纹作为测量信号,较少对纵向莫尔条纹进行研究。本文根据径向圆光栅形成的莫尔条纹的原理,对纵、横向莫尔条纹的特性进行了理论分析、研究及实验验证。     

金属蜂窝构件光学方法的无损检测研究

用理论和实验分析比较了全息干涉术和剪切散斑干涉术对金属蜂窝构件的无损检测。并从理论上推导了剪切散斑干涉条纹的强度分布,证明了随着加载量的增大,条纹变密的程度较全息干涉条纹缓慢。剪切散斑干涉条纹灵敏度只有较大的可调性,加载范围大为加宽。实验观察与理论分析一致。     

高超声速圆锥边界层失稳条纹结构实验研究

边界层转捩的准确预测是高超声速飞行面临的关键气动问题之一。为研究高超声速边界层失稳和转捩机理,以前缘半径1.6mm、半锥角7°的圆锥模型为研究对象,在FD-07高超声速风洞中采用红外热图技术开展边界层转捩实验测量。通过与工程计算结果对比,确认模型表面边界层流态。实验结果表明:有迎角条件下,模型表面中后段出现条纹结构,条纹结构的起始位置随着周向角的增加而向上游移动;随着迎角的增加,条纹起始位置向上游移动,条纹强度差异和条纹与模型中心线的夹角越来越大。实验获得的条纹结构与不同频率扰动波相互作用直接数值模拟获得的条纹结构现象一致。通过对比分析,认为边界层内不同频率扰动波相互作用是产生条纹结构的一种机制。     

夫琅和费衍射—干涉条纹在精密测角仪上的应用

在精密测角仪设计中应用了夫琅和费衍射光栅系统，通过理论分析和对光学系统的改进，已调了视场均匀，条纹清晰，对比度好的衍射－干涉条纹，为多路合成获得高精度的衍射－干涉条纹及电路进行８００倍细分，奠定了良好基础。     

高超声速表面摩擦应力油膜干涉测量技术研究

针对高超声速摩阻测量的需求,将基于表面图像的摩擦应力油膜干涉测量技术（SISF）应用于Φ0.5m常规高超声速风洞。通过平板模型的风洞实验,进行了硬件设备平台研制、模型表面材料、油膜物性参数的影响特性以及干涉图像数据处理方法研究。结果表明,建立的SISF硬件设备和技术能够获得清晰的干涉条纹,平板模型表面摩擦应力测量结果与数值模拟结果一致,研制的SISF系统可以可靠地应用于高超声风洞模型表面摩擦应力测量。     

图像采集系统中 CCD 靶面有效尺寸的测量

提出一种通过双光束干涉条纹间距来确定ＣＣＤ靶面的有效尺寸及有效象素间距的方法。详细介绍了该方法的原理,通过实验测量了所用面阵ＣＣＤ靶面有效宽度,并验证了测量结果。     

差分干涉图计算方法研究

本文描述作者发展的一种计算差分干涉图的新方法——条纹位移转换法。该方法,首先将差分干涉图的条纹位移函数转换为绝对干涉图的条纹位移函数,然后用计算绝对干涉图的现有方法,计算出密度分布。将此方法同原有方法一起应用于轴对称流场的差分干涉图,计算结果一致,并同气动理论计算数据相符。最后又将该方法推广到三维流场,这就预示出将差分干涉定量测量应用于三维流场的可能性。     

事件时间测量系统及其在绝对重力仪中的应用

绝对重力仪通常采用真空腔中自由落体的方法,通过测量激光干涉条纹信号的过零时间来计算绝对重力加速度(g)。针对绝对重力仪的使用,依托电子计数法的基本原理,基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)设计实现了事件时间测量系统,精确测量干涉条纹过零时间。首先介绍了事件时间测量的基本原理,然后具体介绍在以DSP为核心的硬件上的实现方法。根据理论计算和MATLAB~?数值仿真实验,评价系统测时误差以及对重力加速度测值的影响。最后分别通过硬件模拟实验和FG5X型高精度绝对重力仪上的对比实验进行验证。实验证明,该系统对重力加速度测量真值影响小于1μGal(1μGal=1×10~(-8) m/s~2),标准差影响小于5μGal。该系统体积小、成本低,尤其对于小型化、野外使用的绝对重力仪,完全符合其使用需求。     

共轴式双旋翼尾迹形态的水洞实验研究

通过对单旋翼和共轴式双旋翼在水洞中的对比实验，研究了在悬停和以不同速度前飞时，共轴式双旋翼和单旋翼尾迹形态的共性与区别，着重研究了在不同前进比时共轴式双旋翼尾迹边界的形态。实验结果表明，水洞实验所得到的旋翼尾迹形态与在空气中实验所得的结果相吻合，水洞实验能真实的反映直升机旋翼尾迹的实际情况，并且具有显示清晰和稳定性好的优点。     

巡航导弹防热部件热-振联合试验

针对高速巡航导弹防热部件热-振联合试验的需要,建立了高速飞行器高温热-振试验环境模拟系统,该系统由振动激励试验系统和热环境模拟试验系统组成.试验时,热试验系统按照导弹高速飞行过程中弹体表面温度的连续变化对气动加热模拟过程实施动态复现,同时激振系统对防热部件实施振动激励.试验结果表明,该环境试验系统能够为巡航导弹在热振复合状态下的安全飞行提供可靠依据.      

预习型实验课程网络选课系统的实现

主要介绍物理实验中心自主研发的预习型网络选课系统的开发和应用。为了调动学生预习实验的积极性,该系统把物理实验的网络选课系统、实验预习系统、网络仿真实验等结合起来,使得学生在选课之前,必须要进行实验预习和通过预习测试,从根本上确保学生实验预习的质量,从而使实验教学管理工作更加规范、标准和高效,保证实验教学质量。该系统主要是基于网络数据库平台进行开发,运用了多媒体课件技术,面向互联网开放。     

石英纤维增强天线罩烧蚀应力耦合试验及仿真分析

介绍了新的一种针对纤维增强复合材料天线罩的边烧蚀边加载的热力耦合试验方法,该试验方
法通过燃气流发动机及应力载荷加载装置实现了天线罩烧蚀状态下的应力考核,针对此试验方法开展了仿真
模拟计算,通过仿真数据与试验测试数据对比验证了烧蚀应力耦合仿真计算方法的正确性,从试验和理论分析
两个角度反映了纤维增强结构天线罩在烧蚀状态下的强度,为天线罩烧蚀应力耦合试验与纤维增强复合材料
的仿真计算开辟了一条新途径。     

保证飞行器可靠性的一个方法

 研究了在飞机器设计和试验研究阶段保证结构可靠性的问题 ,提出了在地面及飞行试验阶段合理选择试验策略和确定试验规模的具体方法 ,并给出了算例。用本文方法所获得的分析结果可以作为飞行器的不同试验阶段可靠性、安全系数与试验规模的一种综合评定     

计算物理中的数学实验方法

论述了计算物理与数学实验的关系,以及数学实验对计算物理的重要性,并通过实例说明,利用数学实验方法可以简化计算,突出物理概念,使问题得到更好的解决。     

基于视图的试验通信需求分析方法研究

针对试验通信系统规划中的需求分析工程化问题,按照体系结构方法的要求,提出了一种基于视图的信息需求获取及分析处理方法;该方法能够在一定程度上简化和规范化需求获取,并通过一系列分析步骤实现从试验要素和任务向试验信息流的转化。     

Neural adaptive control for a ground experiment of the space proximity operation in a six-degree-of-freedom micro-gravity simulation system

In this study, a neural adaptive controller is developed for a ground experiment with a spacecraft proximity operation. As the water resistance in the experiment is highly nonlinear and can significantly affect the fidelity of the ground experiment, the water resistance must be estimated accurately and compensated using an active force online. For this problem, a novel control algorithm combined with Chebyshev Neural Networks (CNN) and an Active Disturbance Rejection Control (ADRC) is proposed. Specifically, the CNN algorithm is used to estimate the water resistance. The advantage of the CNN estimation is that the coefficients of the approximation can be adaptively changed to minimize the estimation error. Combined with the ADRC algorithm, the total disturbance is compensated in the experiment to improve the fidelity. The dynamic model of the spacecraft proximity maneuver in the experiment is established. The ground experiment of the proximity maneuver that considers an obstacle is provided to verify the efficiency of the proposed controller. The results demonstrate that the proposed method outperforms the pure ADRC method and can achieve close-to-real-time performance for the spacecraft proximity maneuver.     

分光计调节环节的补充及其应用

分光计是各高等院校在大学物理实验课教学中常用的一种仪器装置。分光计的调节对大学生基本实验技能的训练和培养有着十分重要的作用。本人在大学物理实验课全面开放式教学中,通过《分光计的使用》实验项目的教学实践、探索,提出了对分光计调节环节的补充建议,不仅使分光计调节环节的要求更加严谨,而且在实践教学的学生实验成绩评定考核方面,以及在实验指导教师对实验仪器装置精密度的检测方面都具有十分现实的应用意义。     

空间对接地面半物理仿真台系统仿真研究

 飞行器空间对接地面半物理(HIL)仿真台是进行空间对接技术研究、对接机构地面检测以及对接过程的故障复现等多种用途的关键设备。论文阐述了飞行器空间对接地面半物理仿真台系统建构思想。在此基础上推导出空间对接地面半物理仿真台的空间对接动力学模型。基于物理建模的思想,用SimMechanics工具箱建立了空间对接地面半物理仿真台的机械系统,用Matlab/Simulink建立了控制系统模型,建构了虚拟空间对接地面半物理仿真台。采用滞后补偿等使系统的闭环动态性能达到要求。在空间对接地面半物理仿真台虚拟样机上,采用无阻尼振荡模型对空间对接动力学模型等进行了验证,对空间对接的缓冲过程进行了仿真。仿真结果表明空间对接动力学模型是正确的,空间对接地面半物理仿真台系统的建构思想是可行的。