制造科学与工程的学科发展与前沿研究问题

从制造技术的发展过程,讨论了制造科学与工程学科产生、形成、发展及其趋势,提出该学科的研究内容可以划分为4个部分:制造基础理论、现代制造技术、新兴制造学科分支和制造技术工程应用,总结了该学科系统性、复杂性、交叉性、创新性和实践性等特点,并综合介绍了制造科学与工程学科当前的11个前沿和热点研究方向.      

金属材料快速凝固激光加工与成形

报道近年来在先进金属材料快速凝固激光表面改性、金属间化合物高温耐磨耐蚀涂层新材料快速凝固激光熔覆制备技术、钛合金及高温合金等高性能金属零件快速凝固激光成形技术等领域的研究进展, 主要内容包括:钛合金激光表面合金化及激光熔覆表面改性、激光熔覆高温耐磨耐蚀多功能金属间化合物涂层、小面相非平衡凝固液固界面结构及生长机制、钛合金及高温合金高性能零部件激光快速成形、难熔高活性金属材料及定向生长柱状晶钛合金激光约束熔铸成形技术.      

软件流水中的循环展开优化

在软件流水中应用循环展开可以实现分数值的启动间距,提高资源的利用率,同时基于展开的优化技术可以降低程序的资源需求和关键路径的长度.提出了基于程序特性的展开因子算法UTBPC(Unrolling Times Based Program Characteristics),解决了循环展开的核心问题——展开因子的确定,同时提出了基于展开的软件数据预取优化技术,提高了软件数据预取的效率.所有这些都在ORC(Open Research Compiler)中实现,并对SPEC 2000中的程序进行了测试,平均性能提高了2.6%.实验结果表明新提出的算法和基于展开的数据预取优化技术提高了编译器的整体性能.      

TMS320LF2407系统设计及外扩CAN总线设计

文章针对定点数字信号处理器 (Digital Signal Processor, DSP)芯片TMS320LF2407的结构特点,介绍了该芯片最小系统电路的设计方法,包括时钟电路、复位电路、联合测试行动组(Joint Test Action Group, JTAG)仿真接口电路、外围存储器接口电路和电平转换电路,并结合实际应用情况,详细介绍了外扩控制器局域网(Controller Area Network, CAN)总线接口电路的设计.     

高温高压下的燃气／空气热管换热方案

以高温高压燃气加热高压纯空气为研究背景,用平均温差法对气-气热管换热器设计计算,进行结构方案设计,采用有效度-传热单元数法对换热器传热进行校核计算。设计换热器为圆柱形筒壁结构,出口为渐缩型喷管结构,采用半轴比为2／1的椭圆形热管。     

武装直升机横航向增控增稳系统鲁棒性研究

武装直升机横航向增控增稳系统可看作是２输入５输出的多变量控制系统,多变量控制系统的鲁棒性可用稳定裕度作为衡量标准。利用矩阵奇异值分解的方法,计算武装直升机横航向ＳＣＡＳ的稳定裕度,来评判所设计系统的鲁棒性。该方法获得的满足鲁棒性所要求的裕度指标,为我国军用直升机飞行品质规范的修订提供了依据。     

膨胀磁场和太阳风粒子相互作用三维数值模拟

采用三维模型,使用混合网格质点法HPIC(Hybrid Particle-in-Cell)对膨胀的磁场和太阳风相互作用过程进行数值模拟.研究了线圈产生的偶极子磁场在注入等离子体后和太阳风粒子的相互作用过程,并对以不同速度入射的等离子体引起的太阳风粒子的变化和磁场变化进行了比较.研究结果表明,偶极子磁场和太阳风作用时会产生弓形激波,此时磁压等于太阳风粒子的动压,当向线圈产生的偶极子磁场中注入高能等离子体时引起磁场膨胀,膨胀的磁场将会排斥太阳风粒子向外运动,从而引起弓形激波的变化,增大与太阳风相互作用的面积,并且粒子入射速度越大,磁场膨胀越明显,与太阳风相互作用愈强.      

武装直升机横航向解耦控制研究

应用现代控制理论中的特征结构配置法,设计了武装直升机横航向增控增稳控制系统,并通过特征向量的选型使横航向两通道实现解耦,考虑舵回路后,利用增广的模型矩阵,通过特征配置求出输出反馈控制律,进而与指令模型,机械通道传动比一起构成解耦控制的系统结构图,数字仿真结果表明,系统具有良好的解耦控制效果和闭环特性。     

铸型搅动法细晶铸造对K418B合金整体涡轮组织和力学性能的影响

铸型搅动法细晶铸造使Ｋ４１８Ｂ合金整体涡轮获得了细小、均匀的等轴晶粒,改善了合金中初生ＭＣ和γ′相的分布形态,并使它们的平均尺寸减小。细晶铸造Ｋ４１８Ｂ合金整体涡轮材料在４５０～６５０℃的低周疲劳寿命至少是普通铸造的４倍。     

单轴飞轮故障时的小卫星姿态控制方法研究

反作用飞轮和磁力矩器是现代小卫星姿态控制的主要执行机构,针对单轴反作用飞轮故障仅能提供两轴控制力矩的情况,提出了一种使用磁力矩器和反作用飞轮进行联合控制的算法。首先推导了一种拟PD姿态控制律,在此基础上提出了剩余两反作用飞轮和磁力矩器的控制力矩分配策略。仿真结果表明,该算法能够在单轴飞轮故障情况下完成小卫星高精度姿态控制任务,延长航天任务寿命,算法鲁棒性好,设计简单且易于在轨实时计算。